ການພິຈາລະນາທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການມີຄຸນນະພາບສູງ Silicon Carbide ການກະກຽມ Crystal ດຽວ

ວິທີການຕົ້ນຕໍສໍາລັບການກະກຽມໄປເຊຍກັນ silicon ປະກອບມີ: ການຂົນສົ່ງ Vapor ທາງດ້ານຮ່າງກາຍ (PVT), ການຂະຫຍາຍຕົວທາງອອກຂອງແກ່ນສູງສຸດ (TSSG), ແລະອຸນຫະພູມສູງ Vapor Deposition (HT-CVD). ໃນບັນດາສິ່ງເຫຼົ່ານີ້, ວິທີການ PVT ໄດ້ຖືກຮັບຮອງເອົາຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາເນື່ອງຈາກອຸປະກອນທີ່ງ່າຍດາຍ, ຄວາມງ່າຍໃນການຄວບຄຸມ, ແລະອຸປະກອນຕ່ໍາແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດໍາເນີນງານ.

ຈຸດດ້ານວິຊາການທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວ PVT ຂອງ Silicon Carbide Crystals

ໃນເວລາທີ່ການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ silicon carbide ໂດຍນໍາໃຊ້ວິທີການຂົນສົ່ງ Vapor ທາງດ້ານຮ່າງກາຍ (PVT), ລັກສະນະດ້ານວິຊາການດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້ຕ້ອງໄດ້ຮັບການພິຈາລະນາ:

1. ຄວາມບໍລິສຸດຂອງວັດສະດຸ Graphite ໃນຫ້ອງການຂະຫຍາຍຕົວ: ເນື້ອໃນ impurity ໃນອົງປະກອບ graphite ຈະຕ້ອງຕ່ໍາກວ່າ 5 × 10⁻⁶, ໃນຂະນະທີ່ເນື້ອໃນ impurity ໃນ insulation ຮູ້ສຶກວ່າຕ້ອງຕ່ໍາກວ່າ 10 × 10⁻⁶. ອົງປະກອບເຊັ່ນ B ແລະ Al ຄວນຖືກຮັກສາໄວ້ຕໍ່າກວ່າ 0.1 × 10⁻⁶.
2. ການຄັດເລືອກເມັດ Crystal Polarity ທີ່ຖືກຕ້ອງ: ການສຶກສາທາງວິຊາການສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໃບຫນ້າ C (0001) ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ 4H-SiC, ໃນຂະນະທີ່ໃບຫນ້າ Si (0001) ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ 6H-SiC.
3. ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ Off-Axis Seed Crystals : ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​ເມັດ​ນອກ​ແກນ​ສາ​ມາດ​ປັບ​ປຸງ​ຄວາມ​ສົມ​ມາ​ຂອງ​ການ​ເຕີບ​ໂຕ​ຂອງ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​, ການ​ຫຼຸດ​ຜ່ອນ​ຄວາມ​ບົກ​ຜ່ອງ​ຂອງ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​.
4. ຄຸນນະພາບສູງ ຂະບວນການຜະສານ Crystal ແກ່ນ.
5. ການຮັກສາສະຖຽນລະພາບຂອງການໂຕ້ຕອບການເຕີບໂຕຂອງ Crystal ໃນລະຫວ່າງວົງຈອນການເຕີບໂຕ.

ເຕັກໂນໂລຍີທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ Silicon Carbide Crystal

1. ເທກໂນໂລຍີ Doping ສໍາລັບຝຸ່ນ Silicon Carbide
   Doping ຝຸ່ນ silicon carbide ດ້ວຍປະລິມານທີ່ເຫມາະສົມຂອງ Ce ສາມາດສະຖຽນລະພາບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງໄປເຊຍກັນດຽວ 4H-SiC. ຜົນໄດ້ຮັບພາກປະຕິບັດສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ Ce doping ສາມາດ:

• ເພີ່ມອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວຂອງໄປເຊຍກັນ silicon carbide.
• ຄວບຄຸມການປະຖົມນິເທດຂອງການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນເອກະພາບແລະເປັນປົກກະຕິ.
• ສະກັດກັ້ນການສ້າງ impurity, ຫຼຸດຜ່ອນຂໍ້ບົກພ່ອງແລະອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການຜະລິດ crystals ດຽວແລະຄຸນນະພາບສູງ.
• ຍັບຍັ້ງການກັດກ່ອນຂອງໄປເຊຍກັນ ແລະ ປັບປຸງຜົນຜະລິດຂອງຜລຶກດຽວ.

• ເທກໂນໂລຍີການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມຕາມແກນແລະ radial
  gradient ອຸນຫະພູມ axial ຕົ້ນຕໍຜົນກະທົບຕໍ່ປະເພດການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນແລະປະສິດທິພາບ. gradient ອຸນຫະພູມຂະຫນາດນ້ອຍເກີນໄປສາມາດນໍາໄປສູ່ການສ້າງ polycrystalline ແລະຫຼຸດຜ່ອນອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວ. gradients ອຸນຫະພູມຕາມແກນແລະ radial ທີ່ເຫມາະສົມ ອໍານວຍຄວາມສະດວກການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ SiC ຢ່າງໄວວາໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຄຸນນະພາບໄປເຊຍກັນທີ່ຫມັ້ນຄົງ.
• ເທັກໂນໂລຍີການຄວບຄຸມ Basal Plane Dislocation (BPD)
  ຄວາມບົກຜ່ອງຂອງ BPD ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເກີດຂື້ນໃນເວລາທີ່ຄວາມກົດດັນ shear ໃນໄປເຊຍກັນເກີນຄວາມກົດດັນ shear ທີ່ສໍາຄັນຂອງ SiC, ກະຕຸ້ນລະບົບ slip. ເນື່ອງຈາກ BPDs ແມ່ນຕັ້ງຂື້ນກັບທິດທາງການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກ, ພວກມັນຕົ້ນຕໍແມ່ນເກີດຂື້ນໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່ແລະເຢັນ.
• ເທກໂນໂລຍີການປັບອັດຕາສ່ວນອົງປະກອບຂອງ Vapor Phase
  ການເພີ່ມອັດຕາສ່ວນຄາບອນກັບຊິລິໂຄນໃນສະພາບແວດລ້ອມການເຕີບໂຕແມ່ນເປັນມາດຕະການທີ່ມີປະສິດຕິຜົນເພື່ອສະຖຽນລະພາບການເຕີບໂຕຂອງກ້ອນດຽວ. ອັດຕາສ່ວນກາກບອນຕໍ່ຊິລິໂຄນທີ່ສູງຂຶ້ນຈະຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການຂະຫຍາຍພັນໃນຂັ້ນຕອນໃຫຍ່, ຮັກສາຂໍ້ມູນການຈະເລີນເຕີບໂຕຂອງເມັດເມັດ, ແລະສະກັດກັ້ນການສ້າງ polytype.
• ເທັກໂນໂລຍີການຄວບຄຸມຄວາມກົດດັນຕໍ່າ
  ຄວາມກົດດັນໃນລະຫວ່າງການຈະເລີນເຕີບໂຕຂອງຜລຶກສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການງໍຂອງຍົນໄປເຊຍກັນ, ເຮັດໃຫ້ຄຸນນະພາບຂອງຜລຶກບໍ່ດີຫຼືແມ້ກະທັ້ງການແຕກ. ຄວາມກົດດັນສູງຍັງເພີ່ມທະວີການ dislocations ຍົນ basal, ຊຶ່ງສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບທາງລົບຕໍ່ຄຸນນະພາບຂອງຊັ້ນ epitaxial ແລະປະສິດທິພາບອຸປະກອນ.

ຮູບສະແກນ wafer SiC ຂະໜາດ 6 ນິ້ວ

ວິທີການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນໃນໄປເຊຍກັນ:

• ປັບຕົວກໍານົດການກະຈາຍພາກສະຫນາມອຸນຫະພູມແລະຂະບວນການເພື່ອເຮັດໃຫ້ການຂະຫຍາຍຕົວຢູ່ໃກ້ກັບຄວາມສົມດຸນຂອງໄປເຊຍກັນ SiC ດຽວ.
• ເພີ່ມປະສິດທິພາບໂຄງສ້າງ crucible ເພື່ອອະນຸຍາດໃຫ້ການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນໄດ້ໂດຍບໍ່ເສຍຄ່າໂດຍມີຂໍ້ຈໍາກັດຫນ້ອຍທີ່ສຸດ.
• ປັບປຸງແກ້ໄຂເຕັກນິກການສ້ອມແຊມໄປເຊຍກັນເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ບໍ່ກົງກັນລະຫວ່າງຜລຶກແກ່ນ ແລະຕົວຍຶດແກຟໄລ. ວິທີການທົ່ວໄປແມ່ນການປ່ອຍໃຫ້ຊ່ອງຫວ່າງ 2 ມມລະຫວ່າງແກ້ວແກ່ນແລະຜູ້ຖື graphite.
• ປັບປຸງຂະບວນການຫມູນວຽນໂດຍການປະຕິບັດການຫມູນວຽນໃນເຕົາເຜົາ, ການປັບອຸນຫະພູມ ແລະໄລຍະເວລາການຫມູນວຽນເພື່ອປົດປ່ອຍຄວາມກົດດັນພາຍໃນຢ່າງເຕັມສ່ວນ.

ແນວໂນ້ມໃນອະນາຄົດຂອງ Silicon Carbide Crystal Growth Technology

ເບິ່ງໄປຂ້າງຫນ້າ, ເທກໂນໂລຍີການກະກຽມຜລຶກດຽວ SiC ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງຈະພັດທະນາໃນທິດທາງຕໍ່ໄປນີ້:

1. ການຂະຫຍາຍຕົວຂະຫນາດໃຫຍ່
   ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງໄປເຊຍກັນ silicon carbide ໄດ້ພັດທະນາຈາກສອງສາມມີລີແມັດເປັນ 6 ນິ້ວ, 8 ນິ້ວ, ແລະແມ້ກະທັ້ງຂະຫນາດໃຫຍ່ 12 ນິ້ວ. ໄປເຊຍກັນ SiC ທີ່ມີເສັ້ນຜ່າກາງຂະຫນາດໃຫຍ່ປັບປຸງປະສິດທິພາບການຜະລິດ, ຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ແລະຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງອຸປະກອນພະລັງງານສູງ.
2. ການຂະຫຍາຍຕົວຄຸນນະພາບສູງ
   ຄຸນະພາບສູງ SiC ໄປເຊຍກັນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບອຸປະກອນທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ. ເຖິງແມ່ນວ່າມີຄວາມຄືບຫນ້າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ແຕ່ຂໍ້ບົກພ່ອງເຊັ່ນ micropipes, dislocations, ແລະ impurities ຍັງມີຢູ່, ຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບອຸປະກອນແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື.
3. ການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ
   ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງຂອງການກະກຽມໄປເຊຍກັນ SiC ຈໍາກັດການສະຫມັກຂອງຕົນໃນບາງຂົງເຂດ. ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວ, ການປັບປຸງປະສິດທິພາບການຜະລິດ, ແລະການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງວັດຖຸດິບສາມາດຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດ.
4. ການຂະຫຍາຍຕົວທາງປັນຍາ
   ດ້ວຍຄວາມກ້າວຫນ້າໃນ AI ແລະຂໍ້ມູນໃຫຍ່, ເທກໂນໂລຍີການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ SiC ຈະຮັບຮອງເອົາການແກ້ໄຂອັດສະລິຍະຫຼາຍຂຶ້ນ. ການຕິດຕາມແລະຄວບຄຸມໃນເວລາຈິງໂດຍໃຊ້ເຊັນເຊີແລະລະບົບອັດຕະໂນມັດຈະຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຂະບວນການແລະການຄວບຄຸມ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການວິເຄາະຂໍ້ມູນໃຫຍ່ສາມາດເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຕົວກໍານົດການຂະຫຍາຍຕົວ, ປັບປຸງຄຸນນະພາບຂອງຜລຶກແລະປະສິດທິພາບການຜະລິດ.

ເທກໂນໂລຍີການກະກຽມຜລຶກດຽວຊິລິໂຄນຄາໄບທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງເປັນຈຸດສໍາຄັນໃນການຄົ້ນຄວ້າວັດສະດຸ semiconductor. ໃນຂະນະທີ່ເຕັກໂນໂລຢີກ້າວຫນ້າ, ເຕັກນິກການເຕີບໂຕຂອງໄປເຊຍກັນ SiC ຈະສືບຕໍ່ພັດທະນາ, ສະຫນອງພື້ນຖານທີ່ເຂັ້ມແຂງສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນຂົງເຂດອຸນຫະພູມສູງ, ຄວາມຖີ່ສູງ, ແລະພະລັງງານສູງ.