Silizio karburoen kristalen hazkuntza labeen erronkak

-ACrystal Hazkunde labeakSilizio karburo kristalak hazteko oinarrizko ekipamendua da, siliziozko kristalezko hazkuntza labeekin antzekotasunak partekatzea. Labearen egitura ez da gehiegi konplexua, batez ere labe gorputza, berokuntza sistema, bobina-motako mekanismoa, hutsean eskuratzea eta neurtzeko sistema, gas hornidura sistema, hozte sistema eta kontrol sistema. Labearen barruan eta prozesuen baldintza termikoek parametro kritikoak zehazten dituzte, hala nola silizio karburo kristalen kalitatea, tamaina eta eroankortasun elektrikoa.

Alde batetik, silizio karburoaren kristalen hazkuntzaren tenperatura oso altua da eta ezin da denbora errealean kontrolatu, beraz, erronka nagusiak prozesuan bertan daude.Erronka nagusiak honako hauek dira:

(1) Zailtasuna Landa Termikoaren Kontrolean: Tenperatura handiko ganbera zigilatuan kontrolatzea erronka eta kontrolaezina da. Silizioan oinarritutako soluzioan oinarritutako kristal-hazkunde-ekipamendu tradizionalean ez bezala, hazkunde prozesu handiak eta erregulagarriak direnak ez bezala, silizio karburoen kristalak 2.000 ºC-tik gorako tenperatura handiko ingurune batean hazten dira, eta tenperatura kontrol zehatza behar da ekoizpenean zehar, tenperaturaren kontrola behar da ekoizpenean zehar.

(2) kristal egituraren kontrol erronkak: Hazkunde prozesua mikrotuboak, inklusio polimorfikoak eta dislokazioak bezalako akatsen joera da, elkarren artean elkarreragiten eta eboluzionatzen dutenak.

Mikrotuboak (MP) motako akatsak dira, hainbat mikrometroetatik hamarnaka mikrometroetara, eta hiltzaile akatsak dira gailuetarako; Silizio karburo bakarreko kristal bakarrekoak 200 kristal egitura desberdin daude, baina kristal egitura batzuk (4h mota) soilik egokiak dira ekoizpenerako material erdieroale gisa. Hazkundearen egituraren eraldaketeek ezarritako akats polimorfikoak sor ditzakete, beraz, silizio-karbonoaren erlazioaren, hazkunde-tenperaturaren gradientearen, kristalen hazkunde tasa eta presioaren parametroak behar dira;

Gainera, silizio karburo termikoko tenperaturaren gradienteak silizioko karburo bakarrekoak dira barneko estresak eta akatsak eragindako akatsak, hala nola dislokazioak (Basal Plane dislokazioak BPD, eta ertzaren dislokazioak TED), ondorengo geruza eta gailu epituxialen kalitatea eta errendimendua eragiten dutenak.

(3) Dopinaren kontrolerako zailtasuna: Kanpoko ezpurutasunak zorrotz kontrolatu behar dira kristal eroaleak zuzentzen dituztenak lortzeko;

(4) hazkunde tasa motela: Silizio karburoaren kristal hazkunde-tasa oso motela da. Siliziozko material tradizionalek 3 egunetan kristalezko haga bat eratu dezakete, silizio karburo kristal hagaxkak 7 egun behar dituzte, eta ondorioz, ekoizpen eraginkortasuna eta irteera larria da.

Bestalde, parametroakSilikonaren karburo hazkunde epitaxialaOso zorrotzak dira, ekipoak zigilatzeko errendimendua, erreakzio ganbera presioaren egonkortasuna, gasaren sarrera kontrol zehatza, gasaren erlazio zehatza eta gordailuen tenperaturaren kudeaketa zorrotza. Batez ere gailuaren tentsioaren balorazioak handitzen diren heinean, nukleo epitaxialaren parametroak kontrolatzeko zailtasunak nabarmen handitzen dira. Gainera, geruza epitaxialaren lodiera handitzen doan heinean, erresistentzia uniformea ​​bermatuz lodiera mantenduz eta akatsa murriztea dentsitatea murriztea beste erronka garrantzitsu bihurtu da.

Kontrol elektrikoaren sisteman, sentsoreen eta eragingailuen doitasun handiko integrazioa behar da parametro guztiak zehaztasunez eta modu errazean direla ziurtatzeko. Kontrol algoritmoak optimizatzea ere kritikoa da, eta kontrol-estrategiak denbora errealean egokitzeko gai izan behar dute, silizio karburoaren hazkunde epitaxial prozesuan zehar hainbat aldaketara egokitzeko.

SIC Substratuaren fabrikazioan funtsezko erronka:

Hornikuntzaren aldetik,Sic kristal hazkuntza labeak, Ekipamendu luzeko ziurtagirien zikloak, hala nola, hornitzaileen hornitzaileekin lotutako kostu handiak direla eta, egonkortasun-arriskuak eta egonkortasun arriskuak, etxeko hornitzaileek ekipamendua hornitu behar izan dute nazioarteko sic fabrikatzaile nagusietara. Horien artean, WolfSpeed, Coherent eta Rohm-en artean, batez ere.