เตาเจริญเติบโตของคริสตัลซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC)

การเติบโตของคริสตัลคือการเชื่อมโยงหลักในการผลิตพื้นผิวซิลิคอนคาร์ไบด์และอุปกรณ์หลักคือเตาเติบโตคริสตัล คล้ายกับเตาเติบโตคริสตัลเกรดซิลิคอนแบบผลึกแบบดั้งเดิม โครงสร้างเตาไม่ซับซ้อนมากนักและส่วนใหญ่ประกอบด้วยตัวเตา ระบบทำความร้อน กลไกการส่งผ่านขดลวด ระบบการรับและการวัดสุญญากาศ ระบบเส้นทางก๊าซ ระบบทำความเย็น ระบบควบคุม ฯลฯ ซึ่งสนามความร้อนและสภาวะกระบวนการจะกำหนดคุณภาพ ขนาด คุณสมบัติการนำไฟฟ้า และตัวบ่งชี้สำคัญอื่นๆ ของคริสตัลซิลิคอนคาร์ไบด์.

อุณหภูมิในช่วงการเจริญเติบโตของผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์มีค่าสูงมากและไม่สามารถตรวจสอบได้ ดังนั้นปัญหาหลักจึงอยู่ที่ตัวกระบวนการเอง

(1) การควบคุมสนามความร้อนทำได้ยาก: การตรวจสอบโพรงอุณหภูมิสูงแบบปิดทำได้ยากและไม่สามารถควบคุมได้ แตกต่างจากอุปกรณ์การเติบโตของคริสตัล Czochralski ที่ใช้ซิลิคอนแบบดั้งเดิม ซึ่งมีระบบอัตโนมัติในระดับสูง และสามารถสังเกตและควบคุมกระบวนการการเติบโตของคริสตัลได้ ผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์จะเติบโตในพื้นที่ปิดที่อุณหภูมิสูงกว่า 2,000°C และ อุณหภูมิการเจริญเติบโตจะต้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำในระหว่างการผลิต , การควบคุมอุณหภูมิทำได้ยาก

(2) การควบคุมรูปร่างของผลึกเป็นเรื่องยาก: ข้อบกพร่อง เช่น ไมโครทูบูล การรวมโพลีไทป์ และการเคลื่อนตัว มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการเติบโต และสิ่งเหล่านี้จะมีปฏิสัมพันธ์และพัฒนาซึ่งกันและกัน ท่อไมโคร (MP) เป็นข้อบกพร่องที่เจาะทะลุได้ด้วยขนาดตั้งแต่ไม่กี่ไมครอนไปจนถึงหลายสิบไมครอน และเป็นข้อบกพร่องร้ายแรงของอุปกรณ์ ผลึกเดี่ยวของซิลิคอนคาร์ไบด์ประกอบด้วยรูปแบบผลึกที่แตกต่างกันมากกว่า 200 รูปแบบ แต่มีโครงสร้างผลึกเพียงไม่กี่แบบ (ชนิด 4H) เท่านั้น เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่จำเป็นสำหรับการผลิต ในระหว่างกระบวนการเติบโต การเปลี่ยนแปลงของผลึกมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น ทำให้เกิดข้อบกพร่องการรวมหลายประเภท ดังนั้นจึงจำเป็นต้องควบคุมพารามิเตอร์อย่างแม่นยำ เช่น อัตราส่วนซิลิคอน-คาร์บอน การไล่ระดับอุณหภูมิการเจริญเติบโต อัตราการเติบโตของผลึก และความดันการไหลของอากาศ นอกจากนี้ การเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยวของซิลิคอนคาร์ไบด์ มีการไล่ระดับอุณหภูมิในสนามความร้อน ซึ่งนำไปสู่ข้อบกพร่อง เช่น ความเค้นภายในดั้งเดิม และผลการเคลื่อนที่ (BPD การเคลื่อนของระนาบฐาน, การเคลื่อนของสกรู TSD, การเคลื่อนของขอบ TED) ในระหว่างคริสตัล กระบวนการเจริญเติบโตจึงส่งผลต่อ epitaxy และอุปกรณ์ที่ตามมา คุณภาพและประสิทธิภาพ

(3) การควบคุมยาสลบเป็นเรื่องยาก: การแนะนำสิ่งเจือปนภายนอกจะต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อให้ได้ผลึกนำไฟฟ้าที่เจือในทิศทาง

(4) อัตราการเติบโตช้า: อัตราการเติบโตของผลึกของซิลิคอนคาร์ไบด์ช้ามาก วัสดุซิลิกอนแบบดั้งเดิมใช้เวลาเพียง 3 วันจึงจะเติบโตเป็นแท่งคริสตัล ในขณะที่แท่งคริสตัลซิลิคอนคาร์ไบด์จะใช้เวลา 7 วัน ส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตซิลิคอนคาร์ไบด์ลดลงตามธรรมชาติ ต่ำกว่าเอาต์พุตมีจำกัดมาก

ในทางกลับกัน พารามิเตอร์ของการเจริญเติบโตของเยื่อบุผิวซิลิกอนคาร์ไบด์นั้นมีความต้องการอย่างมาก รวมถึงความแน่นหนาของอุปกรณ์ ความเสถียรของแรงดันของห้องปฏิกิริยา การควบคุมเวลาแนะนำก๊าซอย่างแม่นยำ ความแม่นยำของอัตราส่วนก๊าซ และการควบคุมที่เข้มงวด การจัดการอุณหภูมิการสะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อระดับแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์เพิ่มขึ้น ความยากในการควบคุมพารามิเตอร์หลักของเวเฟอร์อีปิแอกเซียลจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

นอกจากนี้ เมื่อความหนาของชั้นอีพิแทกเซียลเพิ่มขึ้น วิธีควบคุมความสม่ำเสมอของความต้านทานและลดความหนาแน่นของข้อบกพร่อง ขณะเดียวกันก็ทำให้มั่นใจว่าความหนากลายเป็นความท้าทายที่สำคัญอีกประการหนึ่ง ในระบบควบคุมแบบใช้ไฟฟ้า จำเป็นต้องรวมเซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์ที่มีความแม่นยำสูงเข้าด้วยกันเพื่อให้แน่ใจว่าพารามิเตอร์ต่างๆ สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำและเสถียร ในขณะเดียวกัน การเพิ่มประสิทธิภาพของอัลกอริธึมการควบคุมก็มีความสำคัญเช่นกัน โดยจะต้องสามารถปรับกลยุทธ์การควบคุมตามสัญญาณตอบรับแบบเรียลไทม์ เพื่อปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ในกระบวนการเติบโตของเยื่อบุผิวซิลิคอนคาร์ไบด์

Semicorex นำเสนอคุณภาพสูงส่วนประกอบสำหรับการเติบโตของผลึก SiC- หากคุณมีข้อสงสัยหรือต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา

โทรศัพท์ติดต่อ # +86-13567891907

อีเมล์: sales@semicorex.com