Sic क्रिस्टल ग्रोथ भट्टी की तकनीकी कठिनाइयाँ क्या हैं

क्रिस्टल ग्रोथ फर्नेस सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल के विकास के लिए मुख्य उपकरण है। यह पारंपरिक क्रिस्टलीय सिलिकॉन-ग्रेड क्रिस्टल ग्रोथ भट्टी के समान है। भट्ठी संरचना बहुत जटिल नहीं है। यह मुख्य रूप से भट्ठी शरीर, हीटिंग सिस्टम, कॉइल ट्रांसमिशन मैकेनिज्म, वैक्यूम अधिग्रहण और माप प्रणाली, गैस पथ प्रणाली, कूलिंग सिस्टम, कंट्रोल सिस्टम, आदि से बना है। थर्मल क्षेत्र और प्रक्रिया की स्थिति SIC क्रिस्टल की गुणवत्ता, आकार और चालकता जैसे प्रमुख संकेतकों को निर्धारित करती है।

एक ओर, सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल के विकास के दौरान तापमान बहुत अधिक है और इसकी निगरानी नहीं की जा सकती है, इसलिए मुख्य कठिनाई प्रक्रिया में ही निहित है। मुख्य कठिनाइयाँ इस प्रकार हैं:

(1) थर्मल क्षेत्र नियंत्रण में कठिनाई: बंद उच्च तापमान कक्ष की निगरानी मुश्किल और बेकाबू है। पारंपरिक सिलिकॉन-आधारित समाधान-आधारित डायरेक्ट-पुल क्रिस्टल ग्रोथ उपकरणों के विपरीत, जिसमें उच्च स्तर का स्वचालन होता है और क्रिस्टल ग्रोथ प्रक्रिया को देखा जा सकता है, नियंत्रित और समायोजित किया जा सकता है, सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल 2,000 ° C से ऊपर एक उच्च तापमान वाले वातावरण में एक बंद स्थान में बढ़ते हैं, और विकास के दौरान विकास के दौरान विकास के तापमान को सही तरीके से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है, जो तापमान नियंत्रण को कठिन बनाता है;

(2) क्रिस्टल रूप में कठिनाई नियंत्रण: माइक्रोप्रिप्स, पॉलीमोर्फिक समावेशन, और अव्यवस्था जैसे दोष विकास प्रक्रिया के दौरान होने वाले होते हैं, और वे एक दूसरे के साथ प्रभावित और विकसित होते हैं। माइक्रोप्रिप्स (एमपीएस) कुछ माइक्रोन से लेकर दसियों माइक्रोन के आकार के माध्यम से-प्रकार के दोष हैं, और उपकरणों के लिए हत्यारे दोष हैं। सिलिकॉन कार्बाइड एकल क्रिस्टल में 200 से अधिक विभिन्न क्रिस्टल रूप शामिल हैं, लेकिन केवल कुछ क्रिस्टल संरचनाएं (4h प्रकार) उत्पादन के लिए आवश्यक अर्धचालक सामग्री हैं। क्रिस्टल फॉर्म परिवर्तन विकास के दौरान होने का खतरा होता है, जिसके परिणामस्वरूप बहुरूपी समावेश दोष होता है। इसलिए, सिलिकॉन-कार्बन अनुपात, विकास तापमान ढाल, क्रिस्टल विकास दर और वायु प्रवाह दबाव जैसे मापदंडों को ठीक से नियंत्रित करना आवश्यक है। इसके अलावा, सिलिकॉन कार्बाइड सिंगल क्रिस्टल ग्रोथ के थर्मल क्षेत्र में एक तापमान ढाल है, जो देशी आंतरिक तनाव और परिणामस्वरूप अव्यवस्था (बेसल प्लेन डिस्लोकेशन बीपीडी, स्क्रू डिस्लोकेशन टीएसडी, एज डिसिलोकेशन टेड) की ओर जाता है, जो कि बाद में एपिटैक्सी और उपकरणों की गुणवत्ता और प्रदर्शन को प्रभावित करता है।

(3) डोपिंग नियंत्रण में कठिनाई: बाहरी अशुद्धियों की शुरूआत को प्रत्यक्ष रूप से डोप की गई संरचना के साथ एक प्रवाहकीय क्रिस्टल प्राप्त करने के लिए सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए।

(4) धीमी वृद्धि दर: सिलिकॉन कार्बाइड की वृद्धि दर बहुत धीमी है। पारंपरिक सिलिकॉन सामग्री को केवल एक क्रिस्टल रॉड में बढ़ने के लिए 3 दिन की आवश्यकता होती है, जबकि सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल रॉड्स को 7 दिनों की आवश्यकता होती है। यह स्वाभाविक रूप से कम सिलिकॉन कार्बाइड उत्पादन दक्षता और बहुत सीमित उत्पादन की ओर जाता है।

दूसरी ओर, सिलिकॉन कार्बाइड एपिटैक्सियल ग्रोथ के लिए आवश्यक पैरामीटर बहुत अधिक हैं, जिसमें उपकरणों की एयरटाइटनेस, रिएक्शन चैंबर में गैस के दबाव की स्थिरता, गैस परिचय समय का सटीक नियंत्रण, गैस अनुपात की सटीकता और जमाव तापमान के सख्त प्रबंधन शामिल हैं। विशेष रूप से, डिवाइस की वोल्टेज रेटिंग के सुधार के साथ, एपिटैक्सियल वेफर के मुख्य मापदंडों को नियंत्रित करने की कठिनाई में काफी वृद्धि हुई है। इसके अलावा, जैसे -जैसे एपिटैक्सियल परत की मोटाई बढ़ती है, प्रतिरोधकता की एकरूपता को कैसे नियंत्रित किया जाता है और दोष घनत्व को कम करते हुए, यह सुनिश्चित करते हुए कि मोटाई एक और बड़ी चुनौती बन गई है। विद्युतीकृत नियंत्रण प्रणाली में, उच्च-सटीक सेंसर और एक्ट्यूएटर्स को एकीकृत करना आवश्यक है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि विभिन्न मापदंडों को सटीक और स्थिर रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। इसी समय, नियंत्रण एल्गोरिथ्म का अनुकूलन भी महत्वपूर्ण है। सिलिकॉन कार्बाइड एपिटैक्सियल ग्रोथ प्रक्रिया में विभिन्न परिवर्तनों के अनुकूल होने के लिए फीडबैक सिग्नल के अनुसार वास्तविक समय में नियंत्रण रणनीति को समायोजित करने में सक्षम होना चाहिए।

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