Silikon karbid kristal böyümə sobalarının problemləri

BuKristal böyümə ocağıƏnənəvi silikon kristal böyümə sobaları ilə oxşarlıqları bölüşən silikon karbid kristalları yetişdirmək üçün əsas avadanlıqdır. Ocaq quruluşu, ilk növbədə soba orqanı, istilik sistemi, rulon mexanizmi, vakuum alınması və ölçmə sistemi, qaz təchizatı sistemi, soyutma sistemi və nəzarət sistemidən ibarətdir. Soba daxilində istilik sahəsi və proses şərtləri silikon karbid kristallarının keyfiyyəti, ölçüsü və elektrik keçiriciliyi kimi kritik parametrləri müəyyənləşdirir.

Bir tərəfdən, silikon karbiddəki kristal böyüməsi zamanı temperatur son dərəcə yüksəkdir və real vaxt rejimində izlənilə bilməz, buna görə ilkin çətinliklər prosesdə yerləşir.Əsas problemlər aşağıdakılardır:

(1) Termal sahəsində nəzarətdə çətinlik çəkir: Sızdırılmış yüksək temperaturlu bir otağında monitorinq çətin və nəzarətsizdir. Yüksək avtomatlaşdırma səviyyəsinə sahib olan və müşahidə olunan və tənzimlənən böyümə proseslərinə imkan verən ənənəvi silikon əsaslı bir birbaşa çəkmə büllur böyümə avadanlıqlarından fərqli olaraq, silikon karbid kristallarının 2000 ° C-dən yuxarı olan yüksək temperaturlu bir mühitdə böyüyür və istehsal zamanı dəqiq temperatur nəzarəti, temperatur nəzarətini yüksək çətinləşdirir;

(2) Kristal quruluşa nəzarət problemləri: Böyümə prosesi, mikrotublar, polimorfik informulions və dislokasyonlar, bir-biri ilə qarşılıqlı və inkişaf edən dislokasiyalar kimi qüsurlara meyllidir.

Mikrotublar (deputat) bir neçə mikrometrdən onlarla mikrometerə qədər ölçüdə olan tipli qüsurlardır və qurğular üçün qatil qüsurları hesab olunur; Silikon Carbide vahid kristallarına 200-dən çox fərqli büllur quruluşu var, ancaq bir neçə kristal quruluş (4h tipli) istehsal üçün yarımkeçirici materiallara uyğundur. Böyümə zamanı kristal quruluş çevrilmələri polimorfik çirk qüsurlarına, buna görə silikondan karbon nisbətinin dəqiq nəzarəti, böyümə temperaturu gradient, büllur artım tempi və qaz axını / təzyiq parametrləri tələb olunur;

Bundan əlavə, silikon karbid zamanı istilik sahəsindəki temperatur gradients vahid büllur böyüməsi, sonrakı epitaxial təbəqələrin və cihazların keyfiyyətinə və performansına təsir edən əsas daxili streslər və inamlı qüsurların (bazal təyyarə dislokasiyaları, throcations tsd və kənar dislokasiyalara) nəticələnir.

(3) Dopinq nəzarətində çətinlik çəkir: Xarici çirklər yönlü dopun keçirici kristalları əldə etmək üçün ciddi şəkildə idarə olunmalıdır;

(4) yavaş böyümə sürəti: Silikon karbidinin büllur artım tempi son dərəcə yavaşdır. Ənənəvi silikon materialları cəmi 3 gündə bir kristal çubuq meydana gələ bilsə də, silikon karbid kristal çubuqları 7 gün tələb edir, nəticədə istehsal səmərəliliyi və ciddi məhdud bir nəticə yaranır.

Digər tərəfdən, parametrlər üçünsilikon karbid epitaxial böyüməXüsusi olaraq, o cümlədən avadanlıq möhürləmə performansı, reaksiya kamerası təzyiqi sabitliyi, qaz giriş vaxtı, dəqiq qaz nisbətinin dəqiq nəzarəti və çökmə temperaturunun ciddi idarə edilməsi də. Xüsusilə cihaz gərginlik reytinqləri artdıqca, əsas epitaxial vafli parametrləri idarə etməkdə çətinlik çəkir. Bundan əlavə, epitaxial təbəqənin qalınlığı artdıqca, qalınlığı qoruyarkən və qüsurlu sıxlığı azaldılması zamanı vahid müqavimət təmin etmək, başqa bir əsas problem halına gəldi.

Elektrik idarəetmə sistemində, sensorlar və aktuatorların yüksək dəqiqlikli inteqrasiyası, bütün parametrlərin dəqiq və sabit şəkildə tənzimlənməsini təmin etmək üçün tələb olunur. Nəzarət alqoritmlərinin optimallaşdırılması da kritikdir, çünki silikon karbid epitaxial böyümə prosesi zamanı müxtəlif dəyişikliklərə uyğunlaşmaq üçün geribildirim siqnallarına əsasən real vaxt rejimində idarəetmə strategiyalarını tənzimləyə bilməlidirlər.

SIC substrat istehsalında əsas problemlər:

Təchizat tərəfdən, üçünSic kristal böyümə sobaları, uzun avadanlıq sertifikatlaşdırma dövrləri kimi amillər səbəbindən, kommutasiya tədarükçüləri və sabitlik riskləri ilə əlaqəli yüksək xərclər, məişət tədarükçüləri hələ də beynəlxalq əsas sic istehsalçılarına avadanlıq tədarük edir. Bunların arasında beynəlxalq aparıcı silikon karbid istehsalçıları, məsələn, canavar sürəti və rohm kimi, digər beynəlxalq əsas silikon karbid substratu istehsal edən və istehsal olunan büllur böyümə avadanlıqlarından istifadə edir.