सिलिकन कार्बाइड क्रिस्टल ग्रोथ फर्नेसहरूमा प्राविधिक चुनौतीहरू

सिलिकन कार्बाइड (SiC) क्रिस्टल वृद्धि भट्टी को आधारशिला होSiC वेफरउत्पादन। परम्परागत सिलिकन क्रिस्टल ग्रोथ फर्नेसहरूसँग समानता साझा गर्दा, SiC फर्नेसहरूले सामग्रीको चरम वृद्धि अवस्था र जटिल दोष निर्माण संयन्त्रका कारण अद्वितीय चुनौतीहरूको सामना गर्छन्। यी चुनौतीहरूलाई व्यापक रूपमा दुई क्षेत्रहरूमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ: क्रिस्टल वृद्धि र एपिटेक्सियल वृद्धि।

क्रिस्टल विकास चुनौतीहरू:

SiC क्रिस्टल वृद्धिले उच्च-तापमान, संलग्न वातावरणमा सटीक नियन्त्रणको माग गर्दछ, जसले अनुगमन र प्रक्रिया नियन्त्रणलाई असाधारण रूपमा गाह्रो बनाउँछ। प्रमुख चुनौतीहरू समावेश छन्:

(१) थर्मल फिल्ड कन्ट्रोल: सिल गरिएको, उच्च-तापमान कक्ष भित्र स्थिर र समान तापमान प्रोफाइल कायम राख्नु महत्त्वपूर्ण तर अत्यन्त चुनौतीपूर्ण छ। सिलिकनका लागि प्रयोग गरिने नियन्त्रित पिघल-वृद्धि प्रक्रियाहरूको विपरीत, SiC क्रिस्टल वृद्धि 2,000°C माथि हुन्छ, वास्तविक-समय निगरानी र समायोजन लगभग असम्भव बनाउँछ। सटीक तापमान नियन्त्रण इच्छित क्रिस्टल गुणहरू प्राप्त गर्न सर्वोपरि छ।

(२) पोलिटाइप र डिफेक्ट कन्ट्रोल: विकास प्रक्रिया माइक्रोपाइपहरू (MPs), पोलिटाइप समावेशहरू, र विस्थापनहरू जस्ता दोषहरूको लागि अत्यधिक संवेदनशील हुन्छ, प्रत्येकले क्रिस्टलको गुणस्तरलाई असर गर्छ। सांसदहरू, आकारमा धेरै माइक्रोनहरू प्रवेश गर्ने दोषहरू, उपकरण प्रदर्शनको लागि विशेष रूपमा हानिकारक हुन्छन्। SiC 200 भन्दा बढी पोलिटाइपहरूमा अवस्थित छ, केवल 4H संरचना अर्धचालक अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त छ। स्टोइचियोमेट्री, तापक्रम ढाँचा, वृद्धि दर, र ग्यास प्रवाह गतिशीलता नियन्त्रण गर्न पोलिटाइप समावेशहरू कम गर्न आवश्यक छ। यसबाहेक, ग्रोथ चेम्बर भित्र थर्मल ढाँचाहरूले नेटिभ तनाव उत्पन्न गर्न सक्छ, जसले विभिन्न विस्थापनहरू (बेसल प्लेन डिस्लोकेसनहरू (BPDs), थ्रेडिङ स्क्रू डिसलोकेशनहरू (TSDs), थ्रेडिङ एज डिसलोकेशनहरू (TEDs)) लाई पछिल्ला एपिटेक्सी र उपकरण प्रदर्शनलाई असर गर्छ।

(३) अशुद्धता नियन्त्रण: सटीक डोपिङ प्रोफाइलहरू प्राप्त गर्न बाह्य अशुद्धताहरूमा सावधानीपूर्वक नियन्त्रण आवश्यक हुन्छ। कुनै पनि अनपेक्षित प्रदूषणले अन्तिम क्रिस्टलको विद्युतीय गुणहरूलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा परिवर्तन गर्न सक्छ।

(4) ढिलो वृद्धि दर: SiC क्रिस्टल वृद्धि सिलिकनको तुलनामा स्वाभाविक रूपमा ढिलो छ। सिलिकन इन्गट ३ दिनमा उब्जाउन सकिन्छ, SiC लाई ७ दिन वा सोभन्दा बढी आवश्यक हुन्छ, जसले उत्पादन क्षमता र उत्पादनमा उल्लेखनीय प्रभाव पार्छ।

एपिटेक्सियल विकास चुनौतीहरू:

SiC epitaxial वृद्धि, उपकरण संरचनाहरू बनाउनको लागि महत्त्वपूर्ण, प्रक्रिया प्यारामिटरहरूमा अझ कडा नियन्त्रणको माग गर्दछ:

उच्च परिशुद्धता नियन्त्रण:चेम्बर हर्मेटिसिटी, दबाब स्थिरता, सटीक ग्यास वितरण समय र संरचना, र कडा तापमान नियन्त्रण वांछित एपिटेक्सियल लेयर गुणहरू प्राप्त गर्नको लागि महत्वपूर्ण छ। यी मागहरू बढ्दो यन्त्र भोल्टेज आवश्यकताहरूसँग अझ कडा हुन्छन्।

एकरूपता र दोष घनत्व:बाक्लो एपिटेक्सियल तहहरूमा एकसमान प्रतिरोधात्मकता र कम दोष घनत्व कायम राख्नु महत्त्वपूर्ण चुनौती हो।

उन्नत नियन्त्रण प्रणाली:परिष्कृत इलेक्ट्रोमेकानिकल नियन्त्रण प्रणालीहरू उच्च परिशुद्धता सेन्सरहरू र एक्चुएटरहरू सही र स्थिर प्यारामिटर नियमनका लागि महत्त्वपूर्ण छन्। प्रक्रिया प्रतिक्रियामा आधारित वास्तविक-समय समायोजन गर्न सक्षम उन्नत नियन्त्रण एल्गोरिदमहरू SiC epitaxial वृद्धिको जटिलताहरू नेभिगेट गर्न आवश्यक छ।

यी प्राविधिक अवरोधहरू पार गर्नु SiC प्रविधिको पूर्ण क्षमतालाई अनलक गर्न आवश्यक छ। फर्नेस डिजाइन, प्रक्रिया नियन्त्रण, र इन-सीटु निगरानी प्रविधिहरूमा निरन्तर प्रगतिहरू उच्च-प्रदर्शन इलेक्ट्रोनिक्समा यस आशाजनक सामग्रीको व्यापक रूपमा अपनाउनको लागि महत्त्वपूर्ण छन्।**