ከፍተኛ ጥራት ላለው የሲሊኮን ካርቦይድ ነጠላ ክሪስታል ዝግጅት ቁልፍ ጉዳዮች

የሲሊኮን ነጠላ ክሪስታል ዝግጅት ዋና ዘዴዎች የሚከተሉትን ያጠቃልላሉ-የፊዚካል ትነት ትራንስፖርት (PVT) ፣ ከፍተኛ የዘር መፍትሄ እድገት (TSSG) እና ከፍተኛ ሙቀት ያለው የኬሚካል የእንፋሎት ክምችት (ኤችቲ-ሲቪዲ)። ከነዚህም መካከል የ PVT ዘዴ በቀላል መሳሪያዎች ፣ በቀላል ቁጥጥር እና በዝቅተኛ መሳሪያዎች እና የአሠራር ወጪዎች ምክንያት በኢንዱስትሪ ምርት ውስጥ በሰፊው ተቀባይነት አግኝቷል ።

የሲሊኮን ካርቦይድ ክሪስታሎች የ PVT እድገት ቁልፍ ቴክኒካዊ ነጥቦች

የፊዚካል ትነት ትራንስፖርት (PVT) ዘዴን በመጠቀም የሲሊኮን ካርቦይድ ክሪስታሎች ሲያድጉ የሚከተሉትን ቴክኒካዊ ገጽታዎች ግምት ውስጥ ማስገባት አለባቸው-

1. በእድገት ክፍል ውስጥ የግራፋይት ቁሶች ንፅህና፡ በግራፋይት ክፍሎች ውስጥ ያለው የርኩሰት ይዘት ከ5×10⁻⁶ በታች መሆን አለበት፣በመከላከያ ውስጥ ያለው የርኩሰት ይዘት ግን ከ10×10⁻⁶ በታች መሆን አለበት። እንደ B እና Al ያሉ ንጥረ ነገሮች ከ0.1×10⁻⁶ በታች መቀመጥ አለባቸው።
2. ትክክለኛ የዘር ክሪስታል ፖላሪቲ ምርጫ፡ በተጨባጭ ጥናቶች የ C (0001) ፊት ለ 4H-SiC ክሪስታሎች ለማደግ ተስማሚ ነው, Si (0001) ፊት ደግሞ 6H-SiC ክሪስታሎችን ለማምረት ያገለግላል.
3. የ Off-Axis ዘር ክሪስታሎች አጠቃቀም፡- ከዘንግ ውጪ የሆኑ የዘር ክሪስታሎች የክሪስታል እድገትን ሲሜትሪ በመቀየር በክሪስታል ውስጥ ያሉ ጉድለቶችን ይቀንሳሉ።
4. ከፍተኛ ጥራት ያለው ዘር ክሪስታል ትስስር ሂደት።
5. በእድገት ዑደት ወቅት የክሪስታል እድገት በይነገጽ መረጋጋትን መጠበቅ።

ቁልፍ ቴክኖሎጂዎች ለሲሊኮን ካርቦይድ ክሪስታል እድገት

1. የዶፒንግ ቴክኖሎጂ ለሲሊኮን ካርቦይድ ዱቄት
   የሲሊኮን ካርቦዳይድ ዱቄትን በተገቢው የ Ce መጠን መጨመር የ 4H-SiC ነጠላ ክሪስታሎች እድገትን ሊያረጋጋ ይችላል. ተግባራዊ ውጤቶች እንደሚያሳዩት ሴ ዶፒንግ የሚከተሉትን ማድረግ ይችላል፡-

• የሲሊኮን ካርቦይድ ክሪስታሎች እድገትን ይጨምሩ.
• የበለጠ ተመሳሳይ እና መደበኛ እንዲሆን በማድረግ የክሪስታል እድገትን አቅጣጫ ይቆጣጠሩ።
• የንጽሕና መፈጠርን ማፈን, ጉድለቶችን መቀነስ እና ነጠላ-ክሪስታል እና ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን ክሪስታሎች ማምረት ማመቻቸት.
• የክሪስታል የኋለኛውን ዝገት መከልከል እና ነጠላ-ክሪስታል ምርትን ማሻሻል።

• የአክሲያል እና ራዲያል የሙቀት መጠን ቀስ በቀስ መቆጣጠሪያ ቴክኖሎጂ
  የአክሲየል ሙቀት ቅልጥፍና በዋናነት በክሪስታል እድገት አይነት እና ቅልጥፍና ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። ከመጠን በላይ ትንሽ የሙቀት መጠን መጨመር የ polycrystalline መፈጠርን እና የእድገት ደረጃዎችን ሊቀንስ ይችላል. ትክክለኛ የአክሲያል እና ራዲያል የሙቀት ቅልጥፍናዎች የተረጋጋ ክሪስታል ጥራትን እየጠበቁ ፈጣን የሲሲ ክሪስታል እድገትን ያመቻቻሉ።
• የባሳል አውሮፕላን ማፈናቀል (BPD) መቆጣጠሪያ ቴክኖሎጂ
  የBPD ጉድለቶች በዋናነት የሚከሰቱት በ ክሪስታል ውስጥ ያለው የመሸርሸር ጭንቀት ከሲሲ ወሳኝ የመሸርሸር ጭንቀት ሲያልፍ የመንሸራተቻ ስርዓቶችን በማግበር ነው። BPDs ወደ ክሪስታል የእድገት አቅጣጫ ቀጥ ያሉ በመሆናቸው በዋነኝነት የሚፈጠሩት በክሪስታል እድገት እና በሚቀዘቅዝበት ወቅት ነው።
• የእንፋሎት ደረጃ ቅንብር ጥምርታ ማስተካከያ ቴክኖሎጂ
  በእድገት አካባቢ ውስጥ የካርቦን-ሲሊኮን ጥምርታ መጨመር ነጠላ-ክሪስታል እድገትን ለማረጋጋት ውጤታማ እርምጃ ነው. ከፍ ያለ የካርቦን-ሲሊኮን ሬሾ ትልቅ የእርምጃ መሰባበርን ይቀንሳል፣ የዘር ክሪስታል የገጽታ እድገት መረጃን ይጠብቃል እና የ polytype ምስረታን ያቆማል።
• ዝቅተኛ-ውጥረት መቆጣጠሪያ ቴክኖሎጂ
  በክሪስታል እድገት ወቅት የሚፈጠር ጭንቀት የክሪስታል አውሮፕላኖችን መታጠፍ ሊያስከትል ይችላል፣ ይህም ወደ ደካማ ክሪስታል ጥራት ወይም ስንጥቅ ያስከትላል። ከፍተኛ ጭንቀት ደግሞ የባሳል አውሮፕላን መፈናቀልን ይጨምራል፣ ይህም የኤፒታክሲያል ንብርብር ጥራት እና የመሳሪያውን አፈጻጸም ላይ አሉታዊ ተጽዕኖ ሊያሳድር ይችላል።

ባለ 6-ኢንች የሲሲ ዋፈር ቅኝት ምስል

በክሪስታል ውስጥ ውጥረትን የመቀነስ ዘዴዎች

• የሲሲ ነጠላ ክሪስታሎች ሚዛናዊ እድገትን ለማስቻል የሙቀት መስክ ስርጭትን እና የሂደቱን መለኪያዎች ያስተካክሉ።
• የነፃ ክሪስታል እድገትን በትንሹ ገደቦች ለመፍቀድ ክሩክብል መዋቅርን ያሳድጉ።
• በዘር ክሪስታል እና በግራፍ መያዣ መካከል ያለውን የሙቀት መስፋፋት አለመመጣጠን ለመቀነስ የዘር ክሪስታል ማስተካከል ቴክኒኮችን ይቀይሩ። የተለመደው አቀራረብ በዘር ክሪስታል እና በግራፍ መያዣ መካከል የ 2 ሚሜ ልዩነት መተው ነው.
• የውስጠ-ምድጃ እቶንን በመተግበር ፣ የውስጥ ጭንቀትን ሙሉ በሙሉ ለመልቀቅ የሙቀት መጠንን እና የቆይታ ጊዜን በማስተካከል የማደንዘዣ ሂደቶችን ያሻሽሉ።

በሲሊኮን ካርቦይድ ክሪስታል የእድገት ቴክኖሎጂ የወደፊት አዝማሚያዎች

ወደ ፊት ስንመለከት፣ ከፍተኛ ጥራት ያለው የሲሲ ነጠላ ክሪስታል ዝግጅት ቴክኖሎጂ በሚከተሉት አቅጣጫዎች ይዘጋጃል።

1. ትልቅ-እድገት
   የሲሊኮን ካርቦዳይድ ነጠላ ክሪስታሎች ዲያሜትር ከጥቂት ሚሊሜትር ወደ 6-ኢንች፣ 8-ኢንች እና እንዲያውም ትላልቅ 12 ኢንች መጠኖች ተሻሽሏል። ትላልቅ-ዲያሜትር የሲሲ ክሪስታሎች የምርት ቅልጥፍናን ያሻሽላሉ, ወጪዎችን ይቀንሳሉ እና ከፍተኛ ኃይል ያላቸውን መሳሪያዎች ያሟላሉ.
2. ከፍተኛ ጥራት ያለው እድገት
   ከፍተኛ ጥራት ያለው የሲሲ ነጠላ ክሪስታሎች ከፍተኛ አፈፃፀም ላላቸው መሳሪያዎች አስፈላጊ ናቸው. ምንም እንኳን ጉልህ መሻሻል ቢታይም እንደ ማይክሮፓይፕ፣ መቆራረጥ እና ቆሻሻዎች ያሉ ጉድለቶች አሁንም አሉ፣ ይህም የመሣሪያውን አፈጻጸም እና አስተማማኝነት ይጎዳል።
3. የወጪ ቅነሳ
   የሲሲ ክሪስታል ዝግጅት ከፍተኛ ወጪ በተወሰኑ መስኮች ላይ ያለውን መተግበሪያ ይገድባል. የእድገት ሂደቶችን ማመቻቸት, የምርት ቅልጥፍናን ማሻሻል እና የጥሬ ዕቃ ወጪዎችን መቀነስ የምርት ወጪዎችን ለመቀነስ ይረዳል.
4. ብልህ እድገት
   በ AI እና በትልቁ መረጃ እድገት፣ የሲሲ ክሪስታል እድገት ቴክኖሎጂ የማሰብ ችሎታ ያለው መፍትሄዎችን እየጨመረ ይሄዳል። አነፍናፊዎችን እና አውቶሜትድ ሲስተሞችን በመጠቀም የእውነተኛ ጊዜ ክትትል እና ቁጥጥር የሂደቱን መረጋጋት እና ቁጥጥርን ያጎለብታል። በተጨማሪም ፣ ትልቅ የመረጃ ትንተና የእድገት መለኪያዎችን ማሳደግ ፣የክሪስታል ጥራትን እና የምርት ቅልጥፍናን ማሻሻል ይችላል።

ከፍተኛ ጥራት ያለው የሲሊኮን ካርቦይድ ነጠላ ክሪስታል ዝግጅት ቴክኖሎጂ በሴሚኮንዳክተር ቁሳቁስ ምርምር ውስጥ ቁልፍ ትኩረት ነው. ቴክኖሎጂ እየገፋ ሲሄድ የሳይሲ ክሪስታል እድገት ቴክኒኮች መሻሻላቸውን ይቀጥላሉ፣ ይህም በከፍተኛ ሙቀት፣ ከፍተኛ ድግግሞሽ እና ከፍተኛ ሃይል መስኮች ላይ ለትግበራዎች ጠንካራ መሰረት ይሰጣል።