Кремний карбид бер кристаллларын үстерүнең төп ысулларына физик пар транспорты (PVT), төп орлык чишелешенең үсеше (TSSG), һәм югары температуралы химик пар парламенты (HT-CVD) керә.

Шулар арасында PVT ысулы чагыштырмача гади җиһазлар урнаштыру, эксплуатация һәм контроль җиңеллеге, түбән җиһазлар һәм оператив чыгымнар аркасында сәнәгать җитештерү өчен төп техникага әйләнде.

---

PVT ысулы ярдәмендә SiC кристалл үсешенең төп техник пунктлары

ПВТ ысулы ярдәмендә кремний карбид кристалларын үстерү өчен берничә техник аспект җентекләп контрольдә тотылырга тиеш:

1. Rылылык кырындагы графит материалларының чисталыгы
   Кристалл үсеш җылылык кырында кулланылган графит материаллары чисталык таләпләренә туры килергә тиеш. Графит компонентларындагы пычраклык эчтәлеге 5 × 10⁻⁶, ә изоляция өчен 10 × 10⁻⁶ түбән булырга тиеш. Аерым алганда, бор (В) һәм алюминий (Al) эчтәлеге һәрберсе 0,1 × 10⁻⁶дан түбән булырга тиеш.

2. Орлык кристаллының дөрес полярлыгы
   Эмпирик мәгълүматлар шуны күрсәтә: C-face (0001) 4H-SiC кристаллларын үстерү өчен яраклы, ә Si-face (0001) 6H-SiC үсеше өчен яраклы.

3. Октан тыш орлык кристалларын куллану
   Октан тыш орлыклар үсеш симметриясен үзгәртә, кристалл җитешсезлекләрен киметә һәм кристаллның сыйфатын яхшырта ала.

4. Ышанычлы орлык кристалл бәйләү техникасы
   Орлык кристалл белән тотучы арасында дөрес бәйләнеш үсү вакытында тотрыклылык өчен бик кирәк.

5. Interсеш интерфейсының тотрыклылыгын саклау
   Барлык кристалл үсеш циклы вакытында үсеш интерфейсы югары сыйфатлы кристалл үсешен тәэмин итү өчен тотрыклы булырга тиеш.

 

---

SiC кристалл үсешендә төп технологияләр

1. SiC Порошогы өчен допинг технологиясе

Серий (Ce) белән SiC порошогын допинглау 4H-SiC кебек бер политипның үсешен тотрыклыландыра ала. Тәҗрибә күрсәткәнчә, Ce допинг:

• SiC кристаллларының үсеш темпларын арттыру;

• Бердәм һәм юнәлешле үсеш өчен кристалл юнәлешен яхшырту;

• Пычраклыкларны һәм кимчелекләрне киметү;

• Кристаллның арткы коррозиясен бастыру;

• Бер кристалл җитештерү күләмен арттыру.

2. Аксаль һәм радиаль җылылык градиентларын контрольдә тоту

Оксаль температура градиентлары кристалл политипка һәм үсеш темпларына тәэсир итә. Бик кечкенә булган градиент политип кертүгә һәм пар фазасында материаль транспортның кимүенә китерергә мөмкин. Оксаль һәм радиаль градиентларны оптимальләштерү эзлекле һәм тотрыклы кристалл үсеше өчен бик мөһим.

3. Базаль самолетны урнаштыру (BPD) контроль технологиясе

BPDлар, нигездә, SiC кристаллындагы критик бусагадан артып, тайпылу системаларын активлаштыру аркасында формалашалар. BPDлар үсеш юнәлешенә перпендикуляр булганлыктан, алар гадәттә кристалл үсеш һәм суыту вакытында барлыкка килә. Эчке стрессны киметү BPD тыгызлыгын сизелерлек киметергә мөмкин.

4. Пар фаза составы белән идарә итү

Пар фазасында углерод-кремний коэффициентын арттыру - бер политип үсешен алга этәрү өчен исбатланган ысул. Cгары C / Si нисбәте макростеп бәйләнешен киметә һәм орлык кристаллыннан өслек мирасын саклый, шулай итеп теләмәгән политиплар формалашуны баса.

5. Түбән стресс үсеш техникасы

Кристалл үсеше вакытында стресс кәкре такталарга, ярыкларга һәм BPD тыгызлыгына китерергә мөмкин. Бу җитешсезлекләр эпитаксиаль катламнарга күчә һәм җайланма эшенә тискәре йогынты ясый ала.

Эчке кристалл стрессны киметү өчен берничә стратегия:

• Тигезлек үсешенә ярдәм итәр өчен җылылык кырын бүлү һәм процесс параметрларын көйләү;

• Кристаллның механик чикләүсез иркен үсүе өчен мөһим дизайнны оптимальләштерү.

• Орлык белән графит арасында җылылык киңәюенең туры килмәвен киметү өчен орлык тотучы конфигурациясен яхшырту, еш кына орлык белән хуҗа арасында 2 мм аерма калдырып;

• Анналь процессларны чистарту, кристаллның мич белән суыну мөмкинлеге, эчке стрессны тулысынча җиңеләйтү өчен температура һәм озынлыкны көйләү.

---

SiC кристалл үсеш технологияләренең тенденцияләре

1. Зур кристалл зурлыклары
SiC бер кристалл диаметры берничә миллиметрдан 6 дюймга, 8 дюймга, хәтта 12 дюймлы ваферга кадәр артты. Зур ваферлар җитештерү нәтиҗәлелеген күтәрәләр һәм чыгымнарны киметәләр, шул ук вакытта югары көчле җайланма кушымталары таләпләрен канәгатьләндерәләр.

2. Higherгары кристалл сыйфаты
Performanceгары сыйфатлы җайланмалар өчен югары сыйфатлы SiC кристаллары бик кирәк. Зур үзгәрешләргә карамастан, хәзерге кристалллар әле дә микропиплар, дислокацияләр, пычраклар кебек кимчелекләрне күрсәтәләр, болар барысы да җайланманың эшләвен һәм ышанычлылыгын киметергә мөмкин.

3. Чыгымнарны киметү
SiC кристалл җитештерү һаман да чагыштырмача кыйммәт, киң кабул итүне чикли. Базар кушымталарын киңәйтү өчен оптимальләштерелгән үсеш процесслары, җитештерү эффективлыгын арттыру, чимал чыгымнарын киметү аша чыгымнарны киметү бик мөһим.

4. Интеллектуаль җитештерү
Ясалма интеллект һәм зур мәгълүмат технологияләренең алгарышлары белән, SiC кристалл үсеше акыллы, автоматлаштырылган процессларга күчә. Сенсорлар һәм контроль системалары реаль вакытта үсеш шартларын күзәтә һәм көйли, процесс тотрыклылыгын һәм алдан әйтеп була. Мәгълүмат аналитикасы процесс параметрларын һәм кристалл сыйфатын тагын да оптимальләштерә ала.

Icгары сыйфатлы SiC бер кристалл үсеш технологиясен үстерү ярымүткәргеч материалларны тикшерүдә төп юнәлеш булып тора. Технология алга киткән саен кристалл үсеш ысуллары үсешен һәм камилләшүен дәвам итәчәк, югары температурада, югары ешлыкта һәм югары көчле электрон җайланмаларда SiC кушымталары өчен ныклы нигез бирә.