Tantangan Teknis ing Tungku Pertumbuhan Kristal Silicon Carbide

Tungku pertumbuhan kristal silikon karbida (SiC) minangka landasanwafer SiCproduksi. Nalika nuduhake podho karo tungku pertumbuhan kristal silikon tradisional, tungku SiC ngadhepi tantangan unik amarga kahanan pertumbuhan sing ekstrem lan mekanisme pembentukan cacat sing kompleks. Tantangan kasebut bisa dipérang dadi rong wilayah: pertumbuhan kristal lan pertumbuhan epitaxial.

Tantangan Pertumbuhan Kristal:

Wutah kristal SiC mbutuhake kontrol sing tepat babagan suhu sing dhuwur, lingkungan sing ditutup, nggawe pemantauan lan kontrol proses angel banget. Tantangan utama kalebu:

(1) Kontrol Lapangan Termal: Njaga profil suhu sing stabil lan seragam ing kamar suhu dhuwur sing disegel, penting banget nanging angel banget. Ora kaya proses pertumbuhan leleh sing bisa dikontrol sing digunakake kanggo silikon, wutah kristal SiC dumadi ing ndhuwur 2,000 ° C, nggawe pemantauan lan pangaturan wektu nyata meh ora mungkin. Kontrol suhu sing tepat penting kanggo nggayuh sifat kristal sing dikarepake.

(2) Polytype lan Kontrol Cacat: Proses wutah banget rentan kanggo cacat kaya micropipes (MP), inklusi polytype, lan dislokasi, saben mengaruhi kualitas kristal. MPs, penetrating cacat sawetara microns ing ukuran, utamané ngrugekake kanggo kinerja piranti. SiC ana ing luwih saka 200 polytypes, mung struktur 4H cocok kanggo aplikasi semikonduktor. Ngontrol stoikiometri, gradien suhu, tingkat pertumbuhan, lan dinamika aliran gas penting kanggo nyilikake inklusi politipe. Salajengipun, gradien termal ing ruang pertumbuhan bisa nyebabake stres asli, sing nyebabake macem-macem dislokasi (dislokasi bidang basal (BPD), dislokasi skru ulir (TSD), dislokasi pinggiran benang (TED)) sing nyebabake epitaksi lan kinerja piranti.

(3) Kontrol Impurity: Nggayuh profil doping sing tepat mbutuhake kontrol sing tliti babagan impurities eksternal. Sembarang kontaminasi sing ora disengaja bisa ngowahi sifat listrik kristal pungkasan kanthi signifikan.

(4) Tingkat Pertumbuhan Alon: wutah kristal SiC pancen alon dibandhingake karo silikon. Nalika ingot silikon bisa ditanam sajrone 3 dina, SiC mbutuhake 7 dina utawa luwih, sing nyebabake efisiensi lan output produksi.

Tantangan Pertumbuhan Epitaxial:

Wutah epitaxial SiC, sing penting kanggo mbentuk struktur piranti, mbutuhake kontrol sing luwih ketat babagan paramèter proses:

Kontrol Presisi Tinggi:Hermetisitas kamar, stabilitas tekanan, wektu pangiriman gas sing tepat lan komposisi, lan kontrol suhu sing ketat penting kanggo entuk sifat lapisan epitaxial sing dikarepake. Panjaluk kasebut dadi luwih ketat kanthi nambah syarat voltase piranti.

Keseragaman lan Kapadhetan Cacat:Njaga resistivitas seragam lan kapadhetan cacat sing kurang ing lapisan epitaxial sing luwih kandel menehi tantangan sing signifikan.

Sistem Kontrol Lanjut:Sistem kontrol elektromekanis sing canggih kanthi sensor lan aktuator presisi dhuwur penting kanggo regulasi parameter sing akurat lan stabil. Algoritma kontrol lanjut sing bisa nyetel wektu nyata adhedhasar umpan balik proses penting kanggo navigasi kerumitan pertumbuhan epitaxial SiC.

Ngatasi alangan teknis iki penting kanggo mbukak kunci potensial lengkap teknologi SiC. Kemajuan sing terus-terusan ing desain tungku, kontrol proses, lan teknik ngawasi in-situ penting banget kanggo nyopir panggunaan materi sing janjeni iki ing elektronik kinerja dhuwur.**