ວິທີການຕົ້ນຕໍສໍາລັບການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຊິລິໂຄນ carbide ໄປເຊຍກັນປະກອບມີການຂົນສົ່ງທາງກາຍະພາບ (PVT), ການເຕີບໂຕຂອງການແກ້ໄຂດ້ວຍແກ່ນສູງສຸດ (TSSG), ແລະການປ່ອຍອາຍພິດທາງເຄມີທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ (HT-CVD).

ໃນບັນດາສິ່ງເຫຼົ່ານີ້, ວິທີການ PVT ໄດ້ກາຍເປັນເຕັກນິກຕົ້ນຕໍສໍາລັບການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາເນື່ອງຈາກການຕິດຕັ້ງອຸປະກອນທີ່ຂ້ອນຂ້າງງ່າຍດາຍ, ຄວາມສະດວກໃນການດໍາເນີນງານແລະການຄວບຄຸມ, ແລະອຸປະກອນຕ່ໍາແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດໍາເນີນງານ.

---

ຈຸດດ້ານວິຊາການທີ່ສໍາຄັນຂອງການເຕີບໂຕຂອງ SiC Crystal ໂດຍໃຊ້ວິທີການ PVT

ເພື່ອປູກໄປເຊຍກັນ silicon carbide ໂດຍໃຊ້ວິທີການ PVT, ຫຼາຍດ້ານດ້ານວິຊາການຕ້ອງໄດ້ຮັບການຄວບຄຸມຢ່າງລະມັດລະວັງ:

1. ຄວາມບໍລິສຸດຂອງວັດສະດຸ Graphite ໃນພາກສະຫນາມຄວາມຮ້ອນ
   ວັດສະດຸ graphite ທີ່ໃຊ້ໃນພາກສະຫນາມຄວາມຮ້ອນຂອງການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນຕ້ອງຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຄວາມບໍລິສຸດທີ່ເຄັ່ງຄັດ. ເນື້ອໃນ impurity ໃນອົງປະກອບ graphite ຄວນຈະຕ່ໍາກວ່າ 5 × 10⁻⁶, ແລະສໍາລັບ insulation ຮູ້ສຶກວ່າຕ່ໍາກວ່າ 10 × 10⁻⁶. ໂດຍສະເພາະ, ເນື້ອໃນຂອງ boron (B) ແລະອາລູມິນຽມ (Al) ແຕ່ລະຄົນຕ້ອງຕ່ໍາກວ່າ 0.1 × 10⁻⁶.

2. ການ​ແກ້​ໄຂ Polarity ຂອງ​ເມັດ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​
   ຂໍ້ມູນ Empirical ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ C-face (0001) ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ 4H-SiC, ໃນຂະນະທີ່ Si-face (0001) ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບການເຕີບໂຕຂອງ 6H-SiC.

3. ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ Off-Axis Seed​
   ແກ່ນນອກແກນສາມາດປ່ຽນແປງຄວາມສົມມາດຂອງການເຕີບໂຕ, ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມບົກຜ່ອງຂອງຜລຶກ, ແລະສົ່ງເສີມຄຸນນະພາບຂອງຜລຶກທີ່ດີກວ່າ.

4. ເຕັກນິກການຜູກມັດເມັດພັນທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້
   ການຜູກມັດທີ່ເຫມາະສົມລະຫວ່າງເມັດເມັດແລະຜູ້ຖືແມ່ນຈໍາເປັນສໍາລັບຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່.

5. ການຮັກສາສະຖຽນລະພາບຂອງການໂຕ້ຕອບການຂະຫຍາຍຕົວ
   ໃນລະຫວ່າງວົງຈອນການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນທັງຫມົດ, ການໂຕ້ຕອບການຂະຫຍາຍຕົວຕ້ອງມີຄວາມຫມັ້ນຄົງເພື່ອຮັບປະກັນການພັດທະນາໄປເຊຍກັນທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ.

 

---

ເຕັກໂນໂລຢີຫຼັກໃນການເຕີບໂຕຂອງ SiC Crystal

1. ເຕັກໂນໂລຊີ Doping ສໍາລັບ SiC Powder

ຝຸ່ນ Doping SiC ກັບ cerium (Ce) ສາມາດສະຖຽນລະພາບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ polytype ດຽວເຊັ່ນ 4H-SiC. ການປະຕິບັດໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ Ce doping ສາມາດ:

• ເພີ່ມອັດຕາການເຕີບໂຕຂອງໄປເຊຍກັນ SiC;

• ປັບປຸງການປະຖົມນິເທດໄປເຊຍກັນສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ເປັນເອກະພາບແລະທິດທາງ;

• ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມບໍ່ສະອາດແລະຂໍ້ບົກພ່ອງ;

• ສະກັດກັ້ນ corrosion ດ້ານຫລັງຂອງໄປເຊຍກັນ;

• ປັບປຸງອັດຕາຜົນຜະລິດຂອງຜລຶກດຽວ.

2. ການ​ຄວບ​ຄຸມ​ຂອງ​ການ Gradient ຄວາມ​ຮ້ອນ Axial ແລະ radial​

gradients ອຸນຫະພູມຕາມແກນສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ polytype ໄປເຊຍກັນແລະອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວ. gradient ທີ່ມີຂະຫນາດນ້ອຍເກີນໄປສາມາດນໍາໄປສູ່ການລວມເອົາ polytype ແລະການຂົນສົ່ງວັດສະດຸຫຼຸດລົງໃນໄລຍະ vapor. ການເພີ່ມປະສິດທິພາບທັງ gradients axial ແລະ radial ແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການເຕີບໃຫຍ່ຂອງໄປເຊຍກັນໄວແລະຫມັ້ນຄົງທີ່ມີຄຸນນະພາບທີ່ສອດຄ່ອງ.

3. ເທັກໂນໂລຍີການຄວບຄຸມ Basal Plane Dislocation (BPD)

BPDs ປະກອບເປັນສ່ວນໃຫຍ່ເນື່ອງຈາກຄວາມກົດດັນ shear ເກີນຂອບເຂດທີ່ສໍາຄັນໃນໄປເຊຍກັນ SiC, ກະຕຸ້ນລະບົບ slip. ເນື່ອງຈາກ BPDs ແມ່ນຕັ້ງຂື້ນກັບທິດທາງການຂະຫຍາຍຕົວ, ພວກມັນມັກຈະເກີດຂື້ນໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່ແລະເຢັນ. ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນພາຍໃນສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ BPD ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.

4. ການຄວບຄຸມອັດຕາສ່ວນອົງປະກອບຂອງໄລຍະ Vapor

ການເພີ່ມອັດຕາສ່ວນຄາບອນກັບຊິລິໂຄນໃນໄລຍະ vapor ແມ່ນວິທີການພິສູດສໍາລັບການສົ່ງເສີມການຂະຫຍາຍຕົວ polytype ດຽວ. ອັດຕາສ່ວນ C/Si ສູງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການຈັບຕົວຂອງ macrostep ແລະຮັກສາການສືບທອດພື້ນຜິວຈາກໄປເຊຍກັນຂອງເມັດ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສະກັດກັ້ນການສ້າງ polytypes ທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ.

5. ເຕັກນິກການເຕີບໂຕຂອງຄວາມກົດດັນຕ່ໍາ

ຄວາມກົດດັນໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຜລຶກອາດຈະເຮັດໃຫ້ຍົນເສັ້ນໂຄ້ງ, ຮອຍແຕກ, ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ BPD ສູງຂຶ້ນ. ຂໍ້ບົກພ່ອງເຫຼົ່ານີ້ສາມາດປະຕິບັດເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນ epitaxial ແລະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການປະຕິບັດຂອງອຸປະກອນ.

ຍຸດ​ທະ​ສາດ​ຈໍາ​ນວນ​ຫນຶ່ງ​ເພື່ອ​ຫຼຸດ​ຜ່ອນ​ຄວາມ​ກົດ​ດັນ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​ພາຍ​ໃນ​ປະ​ກອບ​ມີ​:

• ປັບຕົວກໍານົດການແຜ່ກະຈາຍຂອງພາກສະຫນາມຄວາມຮ້ອນແລະຂະບວນການເພື່ອສົ່ງເສີມການຂະຫຍາຍຕົວຢູ່ໃກ້ກັບຄວາມສົມດຸນ;

• ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງການອອກແບບ crucible ເພື່ອອະນຸຍາດໃຫ້ໄປເຊຍກັນຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງເສລີໂດຍບໍ່ມີການຈໍາກັດກົນຈັກ;

• ການປັບປຸງການກຳນົດຄ່າຂອງແກ່ນແກ່ນ ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມບໍ່ສອດຄ່ອງຂອງການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນລະຫວ່າງແກ່ນ ແລະ ແກຟໄລ ໃນລະຫວ່າງການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ, ມັກຈະເຮັດໃຫ້ຊ່ອງຫວ່າງ 2 ມມ ລະຫວ່າງແກ່ນ ແລະ ຜູ້ຖື;

• ການປັບປຸງຂະບວນການ annealing, ອະນຸຍາດໃຫ້ໄປເຊຍກັນເຢັນລົງກັບ furnace ໄດ້, ແລະປັບອຸນຫະພູມແລະໄລຍະເວລາເພື່ອບັນເທົາຄວາມກົດດັນພາຍໃນຢ່າງເຕັມສ່ວນ.

---

ທ່າອ່ຽງຂອງເທກໂນໂລຍີການເຕີບໂຕຂອງ SiC Crystal

1. ຂະ​ຫນາດ​ໃຫຍ່​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​
ເສັ້ນຜ່າສູນກາງໄປເຊຍກັນ SiC ໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກພຽງແຕ່ສອງສາມມິນລິແມັດເປັນ 6 ນິ້ວ, 8 ນິ້ວ, ແລະແມ້ກະທັ້ງ wafers 12 ນິ້ວ. wafers ຂະຫນາດໃຫຍ່ເພີ່ມປະສິດທິພາບການຜະລິດແລະຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ໃນຂະນະທີ່ຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອຸປະກອນພະລັງງານສູງ.

2. ຄຸນະພາບສູງຂອງ Crystal
ໄປເຊຍກັນ SiC ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນສໍາລັບອຸປະກອນທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ. ເຖິງວ່າຈະມີການປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ໄປເຊຍກັນໃນປະຈຸບັນຍັງສະແດງຂໍ້ບົກພ່ອງເຊັ່ນ micropipes, dislocations, ແລະ impurities, ທັງຫມົດສາມາດ degrade ປະສິດທິພາບອຸປະກອນແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື.

3. ການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ
ການຜະລິດໄປເຊຍກັນ SiC ຍັງມີລາຄາແພງ, ຈໍາກັດການຮັບຮອງເອົາຢ່າງກວ້າງຂວາງ. ການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໂດຍຜ່ານຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ດີທີ່ສຸດ, ປະສິດທິພາບການຜະລິດເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະລາຄາວັດຖຸດິບຕ່ໍາແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການຂະຫຍາຍການນໍາໃຊ້ຕະຫຼາດ.

4. ການຜະລິດອັດສະລິຍະ
ດ້ວຍຄວາມກ້າວຫນ້າໃນປັນຍາປະດິດແລະເຕັກໂນໂລຢີຂໍ້ມູນໃຫຍ່, ການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກ SiC ກໍາລັງກ້າວໄປສູ່ຂະບວນການອັດຕະໂນມັດທີ່ສະຫລາດ. ເຊັນເຊີແລະລະບົບການຄວບຄຸມສາມາດຕິດຕາມແລະປັບເງື່ອນໄຂການເຕີບໂຕໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງ, ປັບປຸງຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຂະບວນການແລະການຄາດຄະເນ. ການວິເຄາະຂໍ້ມູນສາມາດເພີ່ມປະສິດທິພາບຕົວກໍານົດການຂະບວນການແລະຄຸນນະພາບຂອງຜລຶກ.

ການພັດທະນາເຕັກໂນໂລຊີການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ SiC ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງເປັນຈຸດສໍາຄັນໃນການຄົ້ນຄວ້າວັດສະດຸ semiconductor. ໃນຂະນະທີ່ເຕັກໂນໂລຢີກ້າວຫນ້າ, ວິທີການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຜລຶກຈະສືບຕໍ່ພັດທະນາແລະປັບປຸງ, ສະຫນອງພື້ນຖານທີ່ຫນັກແຫນ້ນສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ SiC ໃນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ, ຄວາມຖີ່ສູງແລະພະລັງງານສູງ.