Өндөр чанартай цахиурын карбидын нэг талстыг бэлтгэхэд анхаарах гол зүйлүүд

Цахиурын нэг талст бэлтгэх үндсэн аргууд нь: Физик уурын тээвэрлэлт (PVT), дээд үрийн уусмалын өсөлт (TSSG), өндөр температурт химийн уурын хуримтлал (HT-CVD). Эдгээрээс PVT аргыг энгийн тоног төхөөрөмж, удирдахад хялбар, тоног төхөөрөмж, ашиглалтын зардал багатай тул аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд өргөнөөр нэвтрүүлсэн.

Цахиурын карбидын талстуудын PVT өсөлтийн гол техникийн цэгүүд

Физик уурын тээвэрлэлт (PVT) аргыг ашиглан цахиурын карбидын талстыг ургуулахдаа дараахь техникийн асуудлуудыг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

1. Өсөлтийн камер дахь графит материалын цэвэр байдал: Бал чулууны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хольцын агууламж 5×10⁻⁶-аас бага байх ба тусгаарлагч эсгий дэх хольцын агууламж 10×10⁻⁶-ээс бага байх ёстой. B, Al зэрэг элементүүдийг 0.1×10⁻⁶-ээс доош байлгах хэрэгтэй.
2. Үрийн талст туйлшралыг зөв сонгох: Эмпирик судалгаагаар C (0001) нүүр нь 4H-SiC талстыг ургуулахад тохиромжтой, Si (0001) нүүр нь 6H-SiC талстыг ургуулахад ашиглагддаг.
3. Тэнхлэгээс гадуурх үрийн талстыг ашиглах: Тэнхлэгээс гадуурх үрийн талстууд нь талст ургах тэгш хэмийг өөрчилж, талст дахь согогийг бууруулдаг.
4. Өндөр чанартай үрийн болор холбох процесс.
5. Өсөлтийн мөчлөгийн үед болор өсөлтийн интерфейсийн тогтвортой байдлыг хангах.

Цахиурын карбидын талст өсөлтийн гол технологиуд

1. Цахиурын карбидын нунтаг допингийн технологи
   Цахиурын карбидын нунтагыг зохих хэмжээний Ce-ээр дүүргэх нь 4H-SiC дан талстуудын өсөлтийг тогтворжуулах боломжтой. Практик үр дүнгээс харахад Ce допинг нь дараахь зүйлийг хийж чадна.

• Цахиурын карбидын талстуудын өсөлтийн хурдыг нэмэгдүүлнэ.
• Кристал өсөлтийн чиглэлийг хянаж, илүү жигд, тогтмол болгоно.
• Бохирдол үүсэхийг дарангуйлж, согогийг багасгаж, нэг талст, өндөр чанартай талстыг үйлдвэрлэхэд тусална.
• Кристалын арын зэврэлтийг дарангуйлж, нэг болорын гарцыг сайжруулна.

• Тэнхлэг ба радиаль температурын градиентийн хяналтын технологи
  Технологийн температурын градиент нь болор өсөлтийн төрөл, үр ашигт голчлон нөлөөлдөг. Хэт бага температурын градиент нь поликристалл үүсэхэд хүргэж, өсөлтийн хурдыг бууруулдаг. Технологийн болон радиаль температурын зөв градиент нь болор чанарыг тогтвортой байлгахын зэрэгцээ SiC болор хурдацтай өсөлтийг дэмждэг.
• Суурийн хавтгайн мултрал (BPD) хяналтын технологи
  BPD-ийн согогууд нь голчлон болор дахь зүсэлтийн ачаалал SiC-ийн шилжилтийн эгзэгтэй стрессээс давж, гулсалтын системийг идэвхжүүлсэн үед үүсдэг. BPD нь болор өсөлтийн чиглэлд перпендикуляр байдаг тул талст өсөлт ба хөргөлтийн үед үндсэндээ үүсдэг.
• Уурын фазын найрлагын харьцааг тохируулах технологи
  Өсөлтийн орчинд нүүрстөрөгч-цахиурын харьцааг нэмэгдүүлэх нь нэг талст өсөлтийг тогтворжуулах үр дүнтэй арга хэмжээ юм. Нүүрстөрөгч-цахиурын харьцаа өндөр байх нь том шат дамжлагыг багасгаж, үрийн болор гадаргуугийн өсөлтийн мэдээллийг хадгалж, политип үүсэхийг дарангуйлдаг.
• Стресс багатай хяналтын технологи
  Кристал өсөлтийн үеийн стресс нь болор хавтгайн гулзайлтын шалтгаан болж, болор чанар муу эсвэл бүр хагарал үүсгэдэг. Өндөр ачаалал нь суурь хавтгайн мултралыг ихэсгэдэг бөгөөд энэ нь эпитаксиаль давхаргын чанар болон төхөөрөмжийн гүйцэтгэлд сөргөөр нөлөөлдөг.

6 инчийн SiC хавтанцар сканнердсан зураг

Кристал дахь стрессийг бууруулах аргууд:

• SiC дан талстуудын бараг тэнцвэрт өсөлтийг хангахын тулд температурын талбайн тархалт ба процессын параметрүүдийг тохируулна.
• Кристалын чөлөөт өсөлтийг хамгийн бага хязгаарлалттай байлгахын тулд тигелийн бүтцийг оновчтой болго.
• Үрийн болор ба бал чулуу эзэмшигчийн хоорондох дулааны тэлэлтийн зөрүүг багасгахын тулд үрийн болор бэхэлгээний техникийг өөрчлөх. Түгээмэл арга бол үрийн талст ба бал чулуу эзэмшигчийн хооронд 2 мм-ийн зай үлдээх явдал юм.
• Дотоод стрессийг бүрэн арилгахын тулд халаах температур, хугацааг тохируулах замаар зууханд халаах процессыг сайжруулна.

Цахиурын карбидын талст өсөлтийн технологийн ирээдүйн чиг хандлага

Цаашид өндөр чанартай SiC дан болор бэлтгэх технологи дараахь чиглэлээр хөгжинө.

1. Том хэмжээний өсөлт
   Цахиурын карбидын дан талстуудын диаметр нь хэдэн миллиметрээс 6 инч, 8 инч, бүр илүү том 12 инчийн хэмжээтэй болж өөрчлөгдсөн. Том диаметртэй SiC талстууд нь үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлж, зардлыг бууруулж, өндөр хүчин чадалтай төхөөрөмжүүдийн эрэлт хэрэгцээг хангадаг.
2. Өндөр чанартай өсөлт
   Өндөр чанартай SiC дан талстууд нь өндөр хүчин чадалтай төхөөрөмжүүдэд зайлшгүй шаардлагатай. Хэдийгээр мэдэгдэхүйц ахиц дэвшил гарсан ч бичил хоолой, мултрал, хольц зэрэг согогууд байсаар байгаа нь төхөөрөмжийн ажиллагаа, найдвартай байдалд нөлөөлж байна.
3. Зардал бууруулах
   SiC болор бэлтгэх өндөр өртөг нь тодорхой салбарт хэрэглэхийг хязгаарладаг. Өсөлтийн үйл явцыг оновчтой болгох, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлэх, түүхий эдийн зардлыг бууруулах нь үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулахад тусална.
4. Ухаалаг өсөлт
   AI болон том өгөгдлийн дэвшлийн ачаар SiC болор өсөлтийн технологи нь ухаалаг шийдлүүдийг улам бүр нэвтрүүлэх болно. Мэдрэгч болон автоматжуулсан системийг ашиглан бодит цагийн хяналт, хяналт нь үйл явцын тогтвортой байдал, хяналтыг сайжруулах болно. Нэмж дурдахад том өгөгдлийн аналитик нь өсөлтийн параметрүүдийг оновчтой болгож, болорын чанар, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлэх боломжтой.

Өндөр чанартай цахиурын карбидын нэг талст бэлтгэх технологи нь хагас дамжуулагч материалын судалгааны гол чиглэл юм. Технологи хөгжихийн хэрээр SiC болор ургуулах арга техникүүд улам бүр хөгжиж, өндөр температур, өндөр давтамж, өндөр эрчим хүчний салбарт ашиглах бат бөх суурийг бий болгоно.