ການພິຈາລະນາຫຼັກສຳລັບການກະກຽມຜລຶກຊິລິກອນຄາໄບດ໌ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ

ວິທີການຫຼັກສຳລັບການກະກຽມຜລຶກຊິລິກອນດ່ຽວປະກອບມີ: ການຂົນສົ່ງໄອທາງກາຍະພາບ (PVT), ການເຕີບໂຕຂອງສານລະລາຍເທິງເມັດ (TSSG), ແລະ ການຕົກຕະກອນໄອທາງເຄມີທີ່ອຸນຫະພູມສູງ (HT-CVD). ໃນນັ້ນ, ວິທີການ PVT ແມ່ນໄດ້ຮັບການຍອມຮັບຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຜະລິດອຸດສາຫະກຳເນື່ອງຈາກອຸປະກອນທີ່ງ່າຍດາຍ, ງ່າຍຕໍ່ການຄວບຄຸມ, ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດຳເນີນງານ ແລະ ອຸປະກອນຕ່ຳ.

ຈຸດເຕັກນິກທີ່ສຳຄັນສຳລັບການເຕີບໂຕຂອງ PVT ຂອງຜລຶກຊິລິກອນຄາໄບ

ເມື່ອປູກຜລຶກຊິລິກອນຄາໄບໂດຍໃຊ້ວິທີການຂົນສົ່ງໄອທາງກາຍະພາບ (PVT), ຕ້ອງພິຈາລະນາລັກສະນະດ້ານວິຊາການຕໍ່ໄປນີ້:

1. ຄວາມບໍລິສຸດຂອງວັດສະດຸກຣາໄຟທ໌ໃນຫ້ອງການເຕີບໂຕ: ປະລິມານສິ່ງເຈືອປົນໃນອົງປະກອບກຣາໄຟທ໌ຕ້ອງຕໍ່າກວ່າ 5 × 10⁻⁶, ໃນຂະນະທີ່ປະລິມານສິ່ງເຈືອປົນໃນຜ້າສນວນກັນຄວາມຮ້ອນຕ້ອງຕໍ່າກວ່າ 10 × 10⁻⁶. ອົງປະກອບຕ່າງໆເຊັ່ນ: B ແລະ Al ຄວນຮັກສາໄວ້ໃຫ້ຕໍ່າກວ່າ 0.1 × 10⁻⁶.
2. ການເລືອກຂົ້ວຂອງຜລຶກເມັດພັນທີ່ຖືກຕ້ອງ: ການສຶກສາຕາມປະສົບການສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໜ້າ C (0001) ແມ່ນເໝາະສົມສຳລັບການປູກຜລຶກ 4H-SiC, ໃນຂະນະທີ່ໜ້າ Si (0001) ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການປູກຜລຶກ 6H-SiC.
3. ການນໍາໃຊ້ຜລຶກເມັດພັນນອກແກນ: ຜລຶກເມັດພັນນອກແກນສາມາດປ່ຽນແປງຄວາມສົມມາດຂອງການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຜລຶກ, ຫຼຸດຜ່ອນຂໍ້ບົກຜ່ອງໃນຜລຶກ.
4. ຂະບວນການຜູກມັດກັບຜລຶກເມັດພັນທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ.
5. ການຮັກສາສະຖຽນລະພາບຂອງການໂຕ້ຕອບການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກໃນລະຫວ່າງວົງຈອນການເຕີບໂຕ.

ເຕັກໂນໂລຊີທີ່ສຳຄັນສຳລັບການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກຊິລິກອນຄາໄບ

1. ເຕັກໂນໂລຊີການເສີມສຳລັບຜົງຊິລິກອນຄາໄບ
   ການເສີມຜົງຊິລິກອນຄາໄບດ້ວຍປະລິມານ Ce ທີ່ເໝາະສົມສາມາດເຮັດໃຫ້ການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກ 4H-SiC ດ່ຽວມີຄວາມໝັ້ນຄົງ. ຜົນການປະຕິບັດຕົວຈິງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການເສີມ Ce ສາມາດ:

• ເພີ່ມອັດຕາການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກຊິລິກອນຄາໄບ.
• ຄວບຄຸມທິດທາງຂອງການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຜລຶກ, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນເອກະພາບ ແລະ ສະໝໍ່າສະເໝີຫຼາຍຂຶ້ນ.
• ສະກັດກັ້ນການສ້າງສິ່ງປົນເປື້ອນ, ຫຼຸດຜ່ອນຂໍ້ບົກຜ່ອງ ແລະ ອຳນວຍຄວາມສະດວກໃຫ້ແກ່ການຜະລິດຜລຶກດ່ຽວ ແລະ ຜລຶກທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ.
• ຍັບຍັ້ງການກັດກ່ອນດ້ານຫຼັງຂອງຜລຶກ ແລະ ປັບປຸງຜົນຜະລິດຜລຶກດ່ຽວ.

• ເທັກໂນໂລຢີການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມແບບ Axial ແລະ Radial Gradient
  ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມແກນຕົ້ນຕໍມີຜົນກະທົບຕໍ່ປະເພດການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກ ແລະ ປະສິດທິພາບ. ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມທີ່ນ້ອຍເກີນໄປສາມາດນໍາໄປສູ່ການສ້າງຜລຶກຫຼາຍຊະນິດ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນອັດຕາການເຕີບໂຕ. ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມແກນ ແລະ ຮັງສີທີ່ເໝາະສົມຊ່ວຍໃຫ້ການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກ SiC ໄວຂຶ້ນ ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຄຸນນະພາບຂອງຜລຶກໃຫ້ໝັ້ນຄົງ.
• ເທັກໂນໂລຢີການຄວບຄຸມການເຄື່ອນທີ່ຂອງກະດູກພື້ນຖານ (BPD)
  ຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງ BPD ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເກີດຂື້ນເມື່ອຄວາມກົດດັນຕັດໃນຜລຶກເກີນຄວາມກົດດັນຕັດທີ່ສຳຄັນຂອງ SiC, ເຊິ່ງກະຕຸ້ນລະບົບການເລື່ອນ. ເນື່ອງຈາກ BPD ຕັ້ງຢູ່ຕັ້ງສາກກັບທິດທາງການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກ, ພວກມັນສ່ວນໃຫຍ່ຈະເກີດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່ ແລະ ການເຮັດໃຫ້ຜລຶກເຢັນລົງ.
• ເທັກໂນໂລຢີການປັບອັດຕາສ່ວນສ່ວນປະກອບຂອງໄອນ້ຳ
  ການເພີ່ມອັດຕາສ່ວນຄາບອນຕໍ່ຊິລິຄອນໃນສະພາບແວດລ້ອມການເຕີບໂຕແມ່ນມາດຕະການທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນການຮັກສາສະຖຽນລະພາບການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກດຽວ. ອັດຕາສ່ວນຄາບອນຕໍ່ຊິລິຄອນທີ່ສູງຂຶ້ນຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການເຕົ້າໂຮມກັນເປັນຂັ້ນຕອນຂະໜາດໃຫຍ່, ຮັກສາຂໍ້ມູນການເຕີບໂຕຂອງໜ້າດິນຜລຶກຂອງເມັດພັນ, ແລະສະກັດກັ້ນການສ້າງ polytype.
• ເທັກໂນໂລຢີການຄວບຄຸມຄວາມຕຶງຄຽດຕ່ຳ
  ຄວາມຕຶງຄຽດໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຜລຶກສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການບິດງໍຂອງລະນາບຜລຶກ, ເຊິ່ງນຳໄປສູ່ຄຸນນະພາບຂອງຜລຶກທີ່ບໍ່ດີ ຫຼື ແມ່ນແຕ່ການແຕກ. ຄວາມຕຶງຄຽດສູງຍັງເພີ່ມການເຄື່ອນທີ່ຂອງລະນາບພື້ນຖານ, ເຊິ່ງສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບທາງລົບຕໍ່ຄຸນນະພາບຂອງຊັ້ນ epitaxial ແລະ ປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນ.

ຮູບພາບສະແກນແຜ່ນ SiC ຂະໜາດ 6 ນິ້ວ

ວິທີການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນໃນຜລຶກ:

• ປັບການແຈກຢາຍຂອງພາກສະໜາມອຸນຫະພູມ ແລະ ພາລາມິເຕີຂະບວນການເພື່ອເຮັດໃຫ້ການເຕີບໂຕທີ່ໃກ້ຄຽງກັບຄວາມສົມດຸນຂອງຜລຶກ SiC ດ່ຽວ.
• ເພີ່ມປະສິດທິພາບໂຄງສ້າງຂອງ crucible ເພື່ອໃຫ້ມີການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຜລຶກໄດ້ຢ່າງອິດສະຫຼະດ້ວຍຂໍ້ຈຳກັດໜ້ອຍທີ່ສຸດ.
• ດັດແປງເຕັກນິກການຕິດຜລຶກເມັດພັນເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມບໍ່ກົງກັນຂອງການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນລະຫວ່າງຜລຶກເມັດພັນ ແລະ ຕົວຍຶດແກຣໄຟ. ວິທີການທົ່ວໄປແມ່ນການປະໄວ້ຊ່ອງຫວ່າງ 2 ມມ ລະຫວ່າງຜລຶກເມັດພັນ ແລະ ຕົວຍຶດແກຣໄຟ.
• ປັບປຸງຂະບວນການຫົດຕົວໂດຍການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດການຫົດຕົວໃນເຕົາອົບແບບຢູ່ໃນສະຖານທີ່, ປັບອຸນຫະພູມ ແລະ ໄລຍະເວລາຂອງການຫົດຕົວເພື່ອປ່ອຍຄວາມກົດດັນພາຍໃນອອກຢ່າງເຕັມທີ່.

ແນວໂນ້ມໃນອະນາຄົດໃນເຕັກໂນໂລຊີການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກຊິລິກອນຄາໄບ

ເມື່ອພິຈາລະນາໄປຂ້າງໜ້າ, ເຕັກໂນໂລຊີການກະກຽມຜລຶກດ່ຽວ SiC ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງຈະພັດທະນາໄປໃນທິດທາງຕໍ່ໄປນີ້:

1. ການເຕີບໂຕຂະໜາດໃຫຍ່
   ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂອງຜລຶກຊິລິກອນຄາໄບດ໌ດ່ຽວໄດ້ພັດທະນາຈາກສອງສາມມິນລີແມັດເປັນຂະໜາດ 6 ນິ້ວ, 8 ນິ້ວ, ແລະແມ້ກະທັ້ງຂະໜາດໃຫຍ່ກວ່າ 12 ນິ້ວ. ຜລຶກ SiC ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂະໜາດໃຫຍ່ຊ່ວຍປັບປຸງປະສິດທິພາບການຜະລິດ, ຫຼຸດຜ່ອນຕົ້ນທຶນ, ແລະຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການຂອງອຸປະກອນພະລັງງານສູງ.
2. ການເຕີບໂຕທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ
   ຜລຶກ SiC ດ່ຽວທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງແມ່ນສິ່ງຈຳເປັນສຳລັບອຸປະກອນທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ. ເຖິງແມ່ນວ່າມີຄວາມຄືບໜ້າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ແຕ່ຂໍ້ບົກຜ່ອງເຊັ່ນ: ທໍ່ນ້ອຍໆ, ການເຄື່ອນທີ່, ແລະ ສິ່ງເຈືອປົນຍັງຄົງມີຢູ່, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືຂອງອຸປະກອນ.
3. ການຫຼຸດຕົ້ນທຶນ
   ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງຂອງການກະກຽມຜລຶກ SiC ຈຳກັດການນຳໃຊ້ຂອງມັນໃນບາງຂົງເຂດ. ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຂະບວນການເຕີບໂຕ, ການປັບປຸງປະສິດທິພາບການຜະລິດ, ແລະ ການຫຼຸດຜ່ອນຕົ້ນທຶນວັດຖຸດິບສາມາດຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດໄດ້.
4. ການເຕີບໂຕທີ່ສະຫຼາດ
   ດ້ວຍຄວາມກ້າວໜ້າໃນ AI ແລະ ຂໍ້ມູນຂະໜາດໃຫຍ່, ເຕັກໂນໂລຊີການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກ SiC ຈະຮັບຮອງເອົາວິທີແກ້ໄຂທີ່ສະຫຼາດຫຼາຍຂຶ້ນ. ການຕິດຕາມກວດກາ ແລະ ການຄວບຄຸມແບບເວລາຈິງໂດຍໃຊ້ເຊັນເຊີ ແລະ ລະບົບອັດຕະໂນມັດຈະຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມໝັ້ນຄົງ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຄວບຄຸມຂອງຂະບວນການ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການວິເຄາະຂໍ້ມູນຂະໜາດໃຫຍ່ສາມາດເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຕົວກໍານົດການເຕີບໂຕ, ປັບປຸງຄຸນນະພາບຂອງຜລຶກ ແລະ ປະສິດທິພາບການຜະລິດ.

ເຕັກໂນໂລຊີການກະກຽມຜລຶກຊິລິກອນຄາໄບດ໌ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງແມ່ນຈຸດສຸມຫຼັກໃນການຄົ້ນຄວ້າວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳ. ໃນຂະນະທີ່ເຕັກໂນໂລຊີກ້າວໜ້າ, ເຕັກນິກການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກ SiC ຈະສືບຕໍ່ພັດທະນາ, ເຊິ່ງເປັນພື້ນຖານທີ່ແຂງແກ່ນສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນຂົງເຂດອຸນຫະພູມສູງ, ຄວາມຖີ່ສູງ, ແລະ ພະລັງງານສູງ.