Югары сыйфатлы кремний карбиды монокристаллын әзерләү өчен төп фикерләр

Кремний монокристаллын әзерләүнең төп ысулларына түбәндәгеләр керә: Физик пар ташу (PVT), Өстән орлыкланган эремә үстерү (TSSG) һәм Югары температуралы химик пар утырту (HT-CVD). Шулар арасында PVT ысулы гади җиһазлары, идарә итү җиңеллеге, җиһазлар һәм эксплуатация чыгымнары түбән булуы аркасында сәнәгать җитештерүендә киң кулланыла.

Кремний карбиды кристалларын PVT үстерү өчен төп техник нокталар

Физик пар ташу (PVT) ысулын кулланып кремний карбиды кристалларын үстергәндә, түбәндәге техник аспектларны исәпкә алырга кирәк:

1. Үсеш камерасындагы графит материалларының сафлыгы: Графит компонентларындагы катнашма күләме 5×10⁻⁶ тан түбән булырга тиеш, ә изоляция киезендәге катнашма күләме 10×10⁻⁶ тан түбән булырга тиеш. B һәм Al кебек элементлар 0,1×10⁻⁶ тан түбән булырга тиеш.
2. Орлык кристалларының дөрес полярлыгын сайлау: Эмпирик тикшеренүләр күрсәткәнчә, C (0001) өслеге 4H-SiC кристалларын үстерү өчен яраклы, ә Si (0001) өслеге 6H-SiC кристалларын үстерү өчен кулланыла.
3. Күчтән читтәге орлык кристалларын куллану: Күчтән читтәге орлык кристаллары кристалл үсешенең симметриясен үзгәртә ала, кристаллдагы кимчелекләрне киметә.
4. Югары сыйфатлы орлык кристалларын бәйләү процессы.
5. Үсеш циклы вакытында кристалл үсеш интерфейсының тотрыклылыгын саклау.

Кремний карбиды кристалларын үстерү өчен төп технологияләр

1. Кремний карбиды порошогы өчен легирлау технологиясе
   Кремний карбиды порошогын тиешле күләмдә Ce белән легирлау 4H-SiC монокристалларының үсешен тотрыклыландыра ала. Гамәли нәтиҗәләр Ce легирлавының түбәндәгеләрне эшли алуын күрсәтә:

• Кремний карбиды кристалларының үсеш тизлеген арттырыгыз.
• Кристалл үсешенең юнәлешен контрольдә тотыгыз, аны тигезрәк һәм даимирәк итегез.
• Пычрак барлыкка килүне бастыру, кимчелекләрне киметү һәм монокристалл һәм югары сыйфатлы кристаллар җитештерүне җиңеләйтү.
• Кристаллның арткы коррозиясен тоткарлый һәм монокристалл чыгышын яхшырта.

• Аксиаль һәм радиаль температура градиентын контрольдә тоту технологиясе
  Күчәр температура градиенты, нигездә, кристалл үсеш төренә һәм нәтиҗәлелегенә тәэсир итә. Артык кечкенә температура градиенты поликристалл формалашуга китерергә һәм үсеш темпларын киметергә мөмкин. Дөрес күчәр һәм радиаль температура градиентлары кристалл сыйфатын тотрыклы саклап калып, SiC кристаллларының тиз үсүенә ярдәм итә.
• Базаль яссылык дислокациясен (БЯД) контрольдә тоту технологиясе
  BPD җитешсезлекләре, нигездә, кристаллдагы кисү көчәнеше SiC критик кисү көчәнешеннән артып киткәндә барлыкка килә, шуның белән тайпылыш системалары активлаша. BPDлар кристалл үсеш юнәлешенә перпендикуляр булганлыктан, алар, нигездә, кристалл үсешендә һәм суынуында барлыкка килә.
• Пар фазасы составы нисбәтен көйләү технологиясе
  Үсеш мохитендә углерод-кремний нисбәтен арттыру монокристалл үсешен тотрыклыландыру өчен нәтиҗәле чара булып тора. Югарырак углерод-кремний нисбәте зур баскычлы бәйләмнәрне киметә, орлык кристалллары өслеге үсеше мәгълүматын саклый һәм политип формалашуын баса.
• Түбән көчәнешле контроль технологиясе
  Кристалл үсү вакытында көчәнеш кристалл яссылыкларының бөгелүенә китерергә мөмкин, бу кристалл сыйфатының начарлануына яки хәтта ярылуга китерә. Югары көчәнеш шулай ук ​​базаль яссылыкларның чыгуын арттыра, бу эпитаксиаль катлам сыйфатына һәм җайланма эшчәнлегенә тискәре йогынты ясый ала.

6 дюймлы SiC пластинасын сканерлау рәсеме

Кристаллардагы стрессны киметү ысуллары:

• SiC монокристалларының тигезлеккә якын үсешен тәэмин итү өчен температура кыры таралышын һәм процесс параметрларын көйләгез.
• Минималь чикләүләр белән кристаллларның ирекле үсүенә мөмкинлек бирү өчен, тигель структурасын оптимальләштерегез.
• Орлык кристалы һәм графит тотучы арасындагы җылылык киңәюе туры килмәвен киметү өчен орлык кристалын фиксацияләү ысулларын үзгәртегез. Еш кулланыла торган ысул - орлык кристалы һәм графит тотучы арасында 2 мм ара калдыру.
• Эчке киеренкелекне тулысынча бетерү өчен, мичтә җылытуны куллану, җылыту температурасын һәм вакытын көйләү юлы белән җылыту процессларын яхшыртыгыз.

Кремний карбиды кристалларын үстерү технологиясендә киләчәк тенденцияләре

Киләчәккә карап, югары сыйфатлы SiC монокристалларын әзерләү технологиясе түбәндәге юнәлешләрдә үсеш алачак:

1. Зур күләмле үсеш
   Кремний карбиды монокристалларының диаметры берничә миллиметрдан 6 дюйм, 8 дюйм һәм хәтта зуррак 12 дюйм зурлыкларына кадәр үзгәрде. Зур диаметрлы SiC кристаллары җитештерү нәтиҗәлелеген арттыра, чыгымнарны киметә һәм югары куәтле җайланмаларның таләпләрен канәгатьләндерә.
2. Югары сыйфатлы үсеш
   Югары сыйфатлы SiC монокристаллары югары җитештерүчәнлекле җайланмалар өчен бик мөһим. Зур алгарышка ирешелсә дә, микротрубкалар, дислокацияләр һәм катнашмалар кебек җитешсезлекләр әле дә бар, алар җайланманың эшләвенә һәм ышанычлылыгына тәэсир итә.
3. Чыгымнарны киметү
   SiC кристалларын әзерләүнең югары бәясе аны кайбер өлкәләрдә куллануны чикли. Үсеш процессларын оптимальләштерү, җитештерү нәтиҗәлелеген арттыру һәм чимал чыгымнарын киметү җитештерү чыгымнарын киметергә ярдәм итә ала.
4. Акыллы үсеш
   Ясалма интеллект һәм зур күләмле мәгълүматлар өлкәсендәге алгарыш белән, SiC кристаллларын үстерү технологиясе акыллы чишелешләрне күбрәк кулланачак. Сенсорлар һәм автоматлаштырылган системалар ярдәмендә реаль вакыт режимында күзәтү һәм контрольдә тоту процесс тотрыклылыгын һәм идарә ителүчәнлеген арттырачак. Моннан тыш, зур күләмле мәгълүматлар аналитикасы үсеш параметрларын оптимальләштерә, кристалл сыйфатын һәм җитештерү нәтиҗәлелеген яхшырта ала.

Югары сыйфатлы кремний карбиды монокристалларын әзерләү технологиясе ярымүткәргеч материалларны тикшерүдә төп юнәлеш булып тора. Технология алга киткән саен, SiC кристалларын үстерү ысуллары үсештә дәвам итәчәк, бу югары температуралы, югары ешлыклы һәм югары куәтле өлкәләрдә куллану өчен ныклы нигез булып торачак.