Silikon Karbid Kristal Artırma Ocaqlarında Texniki Problemlər

Silisium karbid (SiC) kristal inkişaf sobaları təməl daşıdırSiC vaflisiistehsal. Ənənəvi silisium kristal inkişaf sobaları ilə oxşarlıqları bölüşərkən, SiC sobaları materialın həddindən artıq böyümə şərtləri və mürəkkəb qüsur əmələ gəlməsi mexanizmləri səbəbindən unikal problemlərlə üzləşirlər. Bu problemlər geniş şəkildə iki sahəyə bölünə bilər: kristal böyüməsi və epitaksial böyümə.

Kristal Böyümə Problemləri:

SiC kristal artımı yüksək temperatur, qapalı mühit üzərində dəqiq nəzarət tələb edir, monitorinqi və prosesə nəzarəti olduqca çətinləşdirir. Əsas problemlərə aşağıdakılar daxildir:

(1) İstilik Sahəsinə Nəzarət: Möhürlənmiş, yüksək temperaturlu kamerada sabit və vahid temperatur profilinin saxlanılması vacib, lakin olduqca çətin məsələdir. Silikon üçün istifadə edilən idarə olunan ərimə artımı proseslərindən fərqli olaraq, SiC kristalının böyüməsi 2000°C-dən yuxarı baş verir və real vaxt rejimində monitorinq və tənzimləməni demək olar ki, qeyri-mümkün edir. İstənilən kristal xassələrə nail olmaq üçün dəqiq temperatur nəzarəti vacibdir.

(2) Politip və Qüsurlara Nəzarət: Böyümə prosesi hər biri kristal keyfiyyətinə təsir edən mikroborular (MP), politip daxilolmaları və dislokasiyalar kimi qüsurlara çox həssasdır. Bir neçə mikron ölçüsündə qüsurlara nüfuz edən deputatlar cihazın işinə xüsusilə zərərlidir. SiC 200-dən çox politipdə mövcuddur, yalnız yarımkeçirici tətbiqlər üçün uyğun olan 4H strukturu ilə. Stokiometriyaya, temperatur gradientlərinə, böyümə sürətinə və qaz axını dinamikasına nəzarət politip daxilolmalarını minimuma endirmək üçün vacibdir. Bundan əlavə, böyümə kamerasındakı istilik qradiyenti, sonrakı epitaksiyaya və cihazın performansına təsir edən müxtəlif dislokasiyalara (bazal müstəvi dislokasiyaları (BPD), yivli vida dislokasiyaları (TSD), yivli kənar dislokasiyalar (TED)) gətirib çıxaran yerli stress yarada bilər.

(3) Çirklərə Nəzarət: Dəqiq dopinq profillərinə nail olmaq xarici çirklərə ciddi nəzarəti tələb edir. İstənilən gözlənilməz çirklənmə son kristalın elektrik xüsusiyyətlərini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirə bilər.

(4) Yavaş böyümə sürəti: SiC kristalının böyüməsi silisiumla müqayisədə təbii olaraq yavaşdır. Bir silikon külçə 3 günə yetişdirilə bilsə də, SiC 7 gün və ya daha çox vaxt tələb edir, bu da istehsalın səmərəliliyinə və məhsuldarlığına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir.

Epitaksial böyümə problemləri:

Cihaz strukturlarının formalaşdırılması üçün mühüm əhəmiyyət kəsb edən SiC epitaksial artım proses parametrləri üzərində daha da sərt nəzarət tələb edir:

Yüksək dəqiqlikli nəzarət:Kameranın hermetikliyi, təzyiq sabitliyi, dəqiq qaz tədarükü vaxtı və tərkibi və ciddi temperatur nəzarəti istənilən epitaksial təbəqənin xüsusiyyətlərinə nail olmaq üçün vacibdir. Bu tələblər artan cihaz gərginliyi tələbləri ilə daha da sərtləşir.

Vahidlik və Qüsur Sıxlığı:Qalın epitaksial təbəqələrdə vahid müqavimətin və aşağı qüsur sıxlığının saxlanması əhəmiyyətli bir problemdir.

Qabaqcıl Nəzarət Sistemləri:Yüksək dəqiqlikli sensorlar və aktuatorlar olan mürəkkəb elektromexaniki idarəetmə sistemləri parametrlərin dəqiq və sabit tənzimlənməsi üçün çox vacibdir. Proses rəyinə əsaslanaraq real vaxt rejimində tənzimləməyə qadir olan qabaqcıl idarəetmə alqoritmləri SiC epitaksial böyüməsinin mürəkkəbliklərini idarə etmək üçün vacibdir.

Bu texniki maneələri aradan qaldırmaq SiC texnologiyasının bütün potensialını açmaq üçün vacibdir. Fırın dizaynında, prosesə nəzarətdə və yerində monitorinq üsullarında davamlı irəliləyişlər bu perspektivli materialın yüksək performanslı elektronikada geniş şəkildə mənimsənilməsi üçün çox vacibdir.**