సిలికాన్ కార్బైడ్ క్రిస్టల్ గ్రోత్ ఫర్నేస్ యొక్క సాంకేతిక సమస్యలు ఏమిటి?

క్రిస్టల్ గ్రోత్ ఫర్నేస్ దీనికి ప్రధాన పరికరంసిలికాన్ కార్బైడ్క్రిస్టల్ పెరుగుదల. ఇది సాంప్రదాయ స్ఫటికాకార సిలికాన్ గ్రేడ్ క్రిస్టల్ గ్రోత్ ఫర్నేస్‌ను పోలి ఉంటుంది. కొలిమి నిర్మాణం చాలా క్లిష్టంగా లేదు. ఇది ప్రధానంగా ఫర్నేస్ బాడీ, హీటింగ్ సిస్టమ్, కాయిల్ ట్రాన్స్‌మిషన్ మెకానిజం, వాక్యూమ్ అక్విజిషన్ మరియు మెజర్‌మెంట్ సిస్టమ్, గ్యాస్ పాత్ సిస్టమ్, కూలింగ్ సిస్టమ్, కంట్రోల్ సిస్టమ్ మొదలైన వాటితో కూడి ఉంటుంది. థర్మల్ ఫీల్డ్ మరియు ప్రాసెస్ పరిస్థితులు కీలక సూచికలను నిర్ణయిస్తాయి.సిలికాన్ కార్బైడ్ క్రిస్టల్నాణ్యత, పరిమాణం, వాహకత మొదలైనవి.

ఒక వైపు, పెరుగుదల సమయంలో ఉష్ణోగ్రతసిలికాన్ కార్బైడ్ క్రిస్టల్చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు పర్యవేక్షించబడదు. అందువలన, ప్రధాన కష్టం ప్రక్రియలోనే ఉంది. ప్రధాన ఇబ్బందులు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

(1) థర్మల్ ఫీల్డ్ కంట్రోల్‌లో ఇబ్బంది: మూసి ఉన్న అధిక-ఉష్ణోగ్రత కుహరం యొక్క పర్యవేక్షణ కష్టం మరియు నియంత్రించలేనిది. సాంప్రదాయ సిలికాన్-ఆధారిత సొల్యూషన్ డైరెక్ట్-పుల్ క్రిస్టల్ గ్రోత్ ఎక్విప్‌మెంట్‌కు భిన్నంగా, అధిక స్థాయి ఆటోమేషన్ మరియు పరిశీలించదగిన మరియు నియంత్రించదగిన క్రిస్టల్ గ్రోత్ ప్రాసెస్‌తో, సిలికాన్ కార్బైడ్ స్ఫటికాలు 2,000℃ పైన ఉన్న అధిక-ఉష్ణోగ్రత వాతావరణంలో క్లోజ్డ్ స్పేస్‌లో పెరుగుతాయి మరియు పెరుగుదల ఉష్ణోగ్రత. ఉత్పత్తి సమయంలో ఖచ్చితంగా నియంత్రించాల్సిన అవసరం ఉంది, ఇది ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణను కష్టతరం చేస్తుంది;

(2) క్రిస్టల్ రూపం నియంత్రణలో కష్టం: మైక్రోపైప్స్, పాలిమార్ఫిక్ చేరికలు, డిస్‌లోకేషన్‌లు మరియు ఇతర లోపాలు వృద్ధి ప్రక్రియలో సంభవించే అవకాశం ఉంది మరియు అవి ఒకదానికొకటి ప్రభావితం చేస్తాయి మరియు అభివృద్ధి చెందుతాయి. మైక్రోపైప్‌లు (MP) అనేక మైక్రాన్‌ల నుండి పదుల మైక్రాన్‌ల పరిమాణంతో త్రూ-టైప్ లోపాలు, ఇవి పరికరాల యొక్క కిల్లర్ లోపాలు. సిలికాన్ కార్బైడ్ సింగిల్ స్ఫటికాలు 200 కంటే ఎక్కువ విభిన్న క్రిస్టల్ రూపాలను కలిగి ఉంటాయి, అయితే కొన్ని క్రిస్టల్ నిర్మాణాలు (4H రకం) మాత్రమే ఉత్పత్తికి అవసరమైన సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు. వృద్ధి ప్రక్రియలో క్రిస్టల్ ఫారమ్ ట్రాన్స్ఫర్మేషన్ సులభంగా జరుగుతుంది, ఫలితంగా పాలిమార్ఫిక్ చేరిక లోపాలు ఏర్పడతాయి. అందువల్ల, సిలికాన్-కార్బన్ నిష్పత్తి, పెరుగుదల ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత, క్రిస్టల్ వృద్ధి రేటు మరియు గాలి ప్రవాహ పీడనం వంటి పారామితులను ఖచ్చితంగా నియంత్రించడం అవసరం. అదనంగా, సిలికాన్ కార్బైడ్ సింగిల్ క్రిస్టల్ గ్రోత్ యొక్క థర్మల్ ఫీల్డ్‌లో ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత ఉంది, ఇది స్థానిక అంతర్గత ఒత్తిడికి దారితీస్తుంది మరియు స్ఫటిక పెరుగుదల ప్రక్రియలో ఫలితంగా డిస్‌లోకేషన్‌లకు (బేసల్ ప్లేన్ డిస్‌లోకేషన్ BPD, స్క్రూ డిస్‌లోకేషన్ TSD, ఎడ్జ్ డిస్‌లోకేషన్ TED), తద్వారా తదుపరి ఎపిటాక్సీ మరియు పరికరాల నాణ్యత మరియు పనితీరును ప్రభావితం చేస్తుంది.

(3) కష్టమైన డోపింగ్ నియంత్రణ: డైరెక్షనల్ డోపింగ్‌తో వాహక క్రిస్టల్‌ను పొందేందుకు బాహ్య మలినాలను ప్రవేశపెట్టడం ఖచ్చితంగా నియంత్రించబడాలి;

(4) నెమ్మదిగా వృద్ధి రేటు: సిలికాన్ కార్బైడ్ వృద్ధి రేటు చాలా నెమ్మదిగా ఉంటుంది. సాంప్రదాయ సిలికాన్ పదార్థాలు క్రిస్టల్ రాడ్‌గా ఎదగడానికి 3 రోజులు మాత్రమే అవసరం, అయితే సిలికాన్ కార్బైడ్ క్రిస్టల్ రాడ్‌లకు 7 రోజులు అవసరం. ఇది సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క సహజంగా తక్కువ ఉత్పత్తి సామర్థ్యం మరియు చాలా పరిమిత ఉత్పత్తికి దారి తీస్తుంది.

మరోవైపు, సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ యొక్క పారామితులు చాలా డిమాండ్‌లో ఉన్నాయి, వీటిలో పరికరాల గాలి బిగుతు, ప్రతిచర్య గదిలో గ్యాస్ పీడనం యొక్క స్థిరత్వం, గ్యాస్ ప్రవేశ సమయం యొక్క ఖచ్చితమైన నియంత్రణ, వాయువు యొక్క ఖచ్చితత్వం ఉన్నాయి. నిష్పత్తి, మరియు నిక్షేపణ ఉష్ణోగ్రత యొక్క కఠినమైన నిర్వహణ. ప్రత్యేకించి, పరికరం యొక్క వోల్టేజ్ నిరోధక స్థాయి మెరుగుదలతో, ఎపిటాక్సియల్ పొర యొక్క ప్రధాన పారామితులను నియంత్రించడంలో ఇబ్బంది గణనీయంగా పెరిగింది. అదనంగా, ఎపిటాక్సియల్ పొర యొక్క మందం పెరగడంతో, రెసిస్టివిటీ యొక్క ఏకరూపతను ఎలా నియంత్రించాలి మరియు మందాన్ని నిర్ధారించేటప్పుడు లోపం సాంద్రతను ఎలా తగ్గించాలి అనేది మరొక ప్రధాన సవాలుగా మారింది. విద్యుదీకరించబడిన నియంత్రణ వ్యవస్థలో, వివిధ పారామితులను ఖచ్చితంగా మరియు స్థిరంగా నియంత్రించవచ్చని నిర్ధారించడానికి అధిక-ఖచ్చితమైన సెన్సార్లు మరియు యాక్యుయేటర్లను ఏకీకృతం చేయడం అవసరం. అదే సమయంలో, నియంత్రణ అల్గోరిథం యొక్క ఆప్టిమైజేషన్ కూడా కీలకం. ఇది సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ ప్రాసెస్‌లో వివిధ మార్పులకు అనుగుణంగా ఫీడ్‌బ్యాక్ సిగ్నల్ ప్రకారం నిజ సమయంలో నియంత్రణ వ్యూహాన్ని సర్దుబాటు చేయగలగాలి.

లో ప్రధాన ఇబ్బందులుసిలికాన్ కార్బైడ్ ఉపరితలంతయారీ: