Ang crystal growth furnace ay ang pangunahing kagamitan para sasilikon karbidpaglaki ng kristal. Ito ay katulad ng tradisyonal na mala-kristal na silikon na grade crystal growth furnace. Ang istraktura ng pugon ay hindi masyadong kumplikado. Pangunahing binubuo ito ng furnace body, heating system, coil transmission mechanism, vacuum acquisition at measurement system, gas path system, cooling system, control system, atbp. Tinutukoy ng thermal field at mga kondisyon ng proseso ang mga pangunahing tagapagpahiwatig ngsilikon karbida kristaltulad ng kalidad, sukat, kondaktibiti at iba pa.
Sa isang banda, ang temperatura sa panahon ng paglago ngsilikon karbida kristalay napakataas at hindi masusubaybayan. Samakatuwid, ang pangunahing kahirapan ay namamalagi sa proseso mismo. Ang mga pangunahing paghihirap ay ang mga sumusunod:
(1) Kahirapan sa pagkontrol sa thermal field:
Ang pagsubaybay sa saradong mataas na temperatura na lukab ay mahirap at hindi makontrol. Iba sa tradisyunal na solusyon na nakabatay sa silicon na direct-pull crystal growth equipment na may mataas na antas ng automation at napapansin at nakokontrol na proseso ng paglaki ng kristal, ang mga silicon carbide crystal ay lumalaki sa isang saradong espasyo sa isang mataas na temperatura na kapaligiran na higit sa 2,000 ℃, at ang temperatura ng paglago kailangang tumpak na kontrolin sa panahon ng produksyon, na nagpapahirap sa pagkontrol sa temperatura;
(2) Kahirapan sa pagkontrol sa anyo ng kristal:
Ang mga micropipe, polymorphic inclusions, dislokasyon at iba pang mga depekto ay madaling mangyari sa panahon ng proseso ng paglaki, at nakakaapekto at nagbabago ang mga ito sa isa't isa. Ang mga micropipe (MP) ay mga through-type na depekto na may sukat na ilang micron hanggang sampu-sampung micron, na mga nakamamatay na depekto ng mga device. Ang mga solong kristal ng Silicon carbide ay may kasamang higit sa 200 iba't ibang mga anyo ng kristal, ngunit iilan lamang ang mga istrukturang kristal (uri ng 4H) ang mga materyales na semiconductor na kinakailangan para sa produksyon. Ang pagbabagong anyo ng kristal ay madaling mangyari sa panahon ng proseso ng paglago, na nagreresulta sa mga polymorphic inclusion defect. Samakatuwid, kinakailangan upang tumpak na kontrolin ang mga parameter tulad ng silicon-carbon ratio, gradient ng temperatura ng paglago, rate ng paglago ng kristal, at presyon ng daloy ng hangin. Bilang karagdagan, mayroong gradient ng temperatura sa thermal field ng silicon carbide single crystal growth, na humahantong sa katutubong panloob na stress at ang mga nagresultang dislokasyon (basal plane dislocation BPD, screw dislocation TSD, edge dislocation TED) sa panahon ng proseso ng paglago ng kristal, sa gayon nakakaapekto sa kalidad at pagganap ng kasunod na epitaxy at mga device.
(3) Mahirap kontrolin ang doping:
Ang pagpapakilala ng mga panlabas na impurities ay dapat na mahigpit na kinokontrol upang makakuha ng conductive crystal na may directional doping;
(4) Mabagal na rate ng paglago:
Ang rate ng paglago ng silicon carbide ay napakabagal. Ang mga tradisyunal na materyales ng silikon ay nangangailangan lamang ng 3 araw upang lumaki bilang isang kristal na baras, habang ang mga silicon carbide crystal rod ay nangangailangan ng 7 araw. Ito ay humahantong sa isang natural na mas mababang kahusayan sa produksyon ng silicon carbide at napakalimitadong output.
Sa kabilang banda, ang mga parameter ng silicon carbide epitaxial growth ay lubhang hinihingi, kabilang ang air-tightness ng kagamitan, ang katatagan ng presyon ng gas sa reaction chamber, ang tumpak na kontrol ng oras ng pagpapakilala ng gas, ang katumpakan ng gas. ratio, at ang mahigpit na pamamahala ng temperatura ng pagtitiwalag. Sa partikular, sa pagpapabuti ng antas ng resistensya ng boltahe ng aparato, ang kahirapan sa pagkontrol sa mga pangunahing parameter ng epitaxial wafer ay tumaas nang malaki. Bilang karagdagan, sa pagtaas ng kapal ng epitaxial layer, kung paano kontrolin ang pagkakapareho ng resistivity at bawasan ang density ng depekto habang tinitiyak na ang kapal ay naging isa pang malaking hamon. Sa electrified control system, kinakailangan na pagsamahin ang mga high-precision na sensor at actuator upang matiyak na ang iba't ibang mga parameter ay maaaring tumpak at matatag na maisaayos. Kasabay nito, mahalaga din ang pag-optimize ng control algorithm. Kailangan nitong maisaayos ang diskarte sa kontrol sa real time ayon sa signal ng feedback upang umangkop sa iba't ibang pagbabago sa proseso ng paglago ng silicon carbide epitaxial.
Pangunahing kahirapan sasubstrate ng silikon karbidapagmamanupaktura:
Oras ng post: Hun-07-2024