සිලිකන් තනි ස්ඵටික සකස් කිරීම සඳහා ප්‍රධාන ක්‍රම අතරට: භෞතික වාෂ්ප ප්‍රවාහනය (PVT), ඉහළ-බීජ ද්‍රාවණ වර්ධනය (TSSG) සහ ඉහළ-උෂ්ණත්ව රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම (HT-CVD) ඇතුළත් වේ. මේවා අතර, PVT ක්‍රමය එහි සරල උපකරණ, පාලනයේ පහසුව සහ අඩු උපකරණ සහ මෙහෙයුම් පිරිවැය හේතුවෙන් කාර්මික නිෂ්පාදනයේ බහුලව භාවිතා වේ.
සිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටිකවල PVT වර්ධනය සඳහා ප්‍රධාන තාක්ෂණික කරුණු
භෞතික වාෂ්ප ප්‍රවාහන (PVT) ක්‍රමය භාවිතයෙන් සිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටික වගා කිරීමේදී, පහත සඳහන් තාක්ෂණික අංශ සලකා බැලිය යුතුය:
- වර්ධන කුටියේ ග්‍රැෆයිට් ද්‍රව්‍යවල සංශුද්ධතාවය: ග්‍රැෆයිට් සංරචකවල අපිරිසිදු අන්තර්ගතය 5×10⁻⁶ ට අඩු විය යුතු අතර, පරිවාරක ෆීල්ට් වල අපිරිසිදු අන්තර්ගතය 10×10⁻⁶ ට අඩු විය යුතුය. B සහ Al වැනි මූලද්‍රව්‍ය 0.1×10⁻⁶ ට අඩුවෙන් තබා ගත යුතුය.
- නිවැරදි බීජ ස්ඵටික ධ්‍රැවීයතාව තෝරා ගැනීම: ආනුභවික අධ්‍යයනවලින් පෙනී යන්නේ C (0001) මුහුණත 4H-SiC ස්ඵටික වැඩීම සඳහා සුදුසු බවත්, Si (0001) මුහුණත 6H-SiC ස්ඵටික වැඩීම සඳහා භාවිතා කරන බවත්ය.
- අක්ෂයෙන් බැහැර බීජ ස්ඵටික භාවිතය: අක්ෂයෙන් බැහැර බීජ ස්ඵටිකවලට ස්ඵටික වර්ධනයේ සමමිතිය වෙනස් කළ හැකි අතර, ස්ඵටිකයේ දෝෂ අඩු කරයි.
- උසස් තත්ත්වයේ බීජ ස්ඵටික බන්ධන ක්‍රියාවලිය.
- වර්ධන චක්‍රය තුළ ස්ඵටික වර්ධන අතුරුමුහුණතේ ස්ථායිතාව පවත්වා ගැනීම.
සිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටික වර්ධනය සඳහා ප්‍රධාන තාක්ෂණයන්
- සිලිකන් කාබයිඩ් කුඩු සඳහා මාත්‍රණ තාක්ෂණය
සිලිකන් කාබයිඩ් කුඩු සුදුසු ප්‍රමාණයකින් Ce මාත්‍රණය කිරීමෙන් 4H-SiC තනි ස්ඵටිකවල වර්ධනය ස්ථාවර කළ හැකිය. ප්‍රායෝගික ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ Ce මාත්‍රණය කිරීමෙන්:
- සිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටිකවල වර්ධන වේගය වැඩි කරන්න.
- ස්ඵටික වර්ධනයේ දිශානතිය පාලනය කරන්න, එය වඩාත් ඒකාකාරී සහ නිතිපතා කරන්න.
- අපිරිසිදුකම් ඇතිවීම මර්දනය කිරීම, දෝෂ අඩු කිරීම සහ තනි-ස්ඵටික සහ උසස් තත්ත්වයේ ස්ඵටික නිෂ්පාදනය පහසු කිරීම.
- ස්ඵටිකයේ පිටුපස විඛාදනය වළක්වන අතර තනි-ස්ඵටික අස්වැන්න වැඩි දියුණු කරයි.
- අක්ෂීය සහ රේඩියල් උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමණ පාලන තාක්ෂණය
අක්ෂීය උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමණය ප්‍රධාන වශයෙන් ස්ඵටික වර්ධන වර්ගය සහ කාර්යක්ෂමතාවයට බලපායි. අධික ලෙස කුඩා උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමණයක් බහු ස්ඵටික සෑදීමට හේතු විය හැකි අතර වර්ධන අනුපාත අඩු කරයි. නිසි අක්ෂීය සහ රේඩියල් උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමණයන් ස්ථාවර ස්ඵටික ගුණාත්මකභාවය පවත්වා ගනිමින් වේගවත් SiC ස්ඵටික වර්ධනයට පහසුකම් සපයයි. - බාසල් තල විස්ථාපනය (BPD) පාලන තාක්ෂණය
BPD දෝෂ ප්‍රධාන වශයෙන් ඇති වන්නේ ස්ඵටිකයේ කැපුම් ආතතිය SiC හි තීරණාත්මක කැපුම් ආතතිය ඉක්මවා යන විටය, එමඟින් ස්ලිප් පද්ධති සක්‍රීය වේ. BPDs ස්ඵටික වර්ධන දිශාවට ලම්බක බැවින්, ඒවා ප්‍රධාන වශයෙන් ස්ඵටික වර්ධනය සහ සිසිලනය අතරතුර සෑදේ. - වාෂ්ප අවධි සංයුති අනුපාත ගැලපුම් තාක්ෂණය
වර්ධන පරිසරය තුළ කාබන්-සිලිකන් අනුපාතය වැඩි කිරීම තනි-ස්ඵටික වර්ධනය ස්ථාවර කිරීම සඳහා ඵලදායී පියවරකි. ඉහළ කාබන්-සිලිකන් අනුපාතයක් විශාල පියවර පොකුර අඩු කරයි, බීජ ස්ඵටික මතුපිට වර්ධන තොරතුරු ආරක්ෂා කරයි, සහ පොලිටයිප් සෑදීම මර්දනය කරයි. - අඩු පීඩන පාලන තාක්ෂණය
ස්ඵටික වර්ධනයේදී ඇතිවන ආතතිය ස්ඵටික තල නැමීමට හේතු විය හැකි අතර එමඟින් ස්ඵටික ගුණාත්මක භාවය දුර්වල වීමට හෝ ඉරිතැලීමට පවා හේතු විය හැක. අධික ආතතිය බාසල් තල විස්ථාපනය ද වැඩි කරයි, එය එපිටැක්සියල් ස්ථරයේ ගුණාත්මක භාවයට සහ උපාංග ක්‍රියාකාරිත්වයට අහිතකර ලෙස බලපෑ හැකිය.
අඟල් 6 SiC වේෆර් ස්කෑන් කිරීමේ රූපය
ස්ඵටිකවල ආතතිය අඩු කිරීමේ ක්‍රම:
- SiC තනි ස්ඵටිකවල ආසන්න සමතුලිත වර්ධනය සක්‍රීය කිරීම සඳහා උෂ්ණත්ව ක්ෂේත්‍ර ව්‍යාප්තිය සහ ක්‍රියාවලි පරාමිතීන් සකස් කරන්න.
- අවම සීමාවන් සහිතව නිදහස් ස්ඵටික වර්ධනයට ඉඩ සැලසීම සඳහා කබොල ව්‍යුහය ප්‍රශස්ත කරන්න.
- බීජ ස්ඵටිකය සහ මිනිරන් රඳවනය අතර තාප ප්‍රසාරණ නොගැලපීම අඩු කිරීම සඳහා බීජ ස්ඵටික සවි කිරීමේ ශිල්පීය ක්‍රම වෙනස් කරන්න. පොදු ප්‍රවේශයක් වන්නේ බීජ ස්ඵටිකය සහ මිනිරන් රඳවනය අතර 2 mm පරතරයක් තැබීමයි.
- අභ්‍යන්තර ආතතිය සම්පූර්ණයෙන්ම මුදා හැරීම සඳහා උදුන තුළම ඇනීලිං කිරීම, ඇනීලිං උෂ්ණත්වය සහ කාලසීමාව සකස් කිරීම මගින් ඇනීලිං ක්‍රියාවලීන් වැඩි දියුණු කරන්න.
සිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටික වර්ධන තාක්ෂණයේ අනාගත ප්‍රවණතා
ඉදිරිය දෙස බලන විට, උසස් තත්ත්වයේ SiC තනි ස්ඵටික සකස් කිරීමේ තාක්ෂණය පහත දිශාවන් ඔස්සේ වර්ධනය වනු ඇත:
- මහා පරිමාණ වර්ධනය
සිලිකන් කාබයිඩ් තනි ස්ඵටිකවල විෂ්කම්භය මිලිමීටර කිහිපයක සිට අඟල් 6, අඟල් 8 සහ ඊටත් වඩා විශාල අඟල් 12 ප්‍රමාණයන් දක්වා පරිණාමය වී ඇත. විශාල විෂ්කම්භයකින් යුත් SiC ස්ඵටික නිෂ්පාදන කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කරයි, පිරිවැය අඩු කරයි, සහ අධි බලැති උපාංගවල ඉල්ලුම සපුරාලයි. - උසස් තත්ත්වයේ වර්ධනයක්
ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත උපාංග සඳහා උසස් තත්ත්වයේ SiC තනි ස්ඵටික අත්‍යවශ්‍ය වේ. සැලකිය යුතු ප්‍රගතියක් ලබා ඇතත්, ක්ෂුද්‍ර පයිප්ප, විස්ථාපනය සහ අපද්‍රව්‍ය වැනි දෝෂ තවමත් පවතින අතර එය උපාංගයේ ක්‍රියාකාරිත්වයට සහ විශ්වසනීයත්වයට බලපායි. - පිරිවැය අඩු කිරීම
SiC ස්ඵටික සකස් කිරීමේ අධික පිරිවැය ඇතැම් ක්ෂේත්‍රවල එහි යෙදීම සීමා කරයි. වර්ධන ක්‍රියාවලීන් ප්‍රශස්ත කිරීම, නිෂ්පාදන කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම සහ අමුද්‍රව්‍ය පිරිවැය අඩු කිරීම නිෂ්පාදන වියදම් අඩු කිරීමට උපකාරී වේ. - බුද්ධිමත් වර්ධනය
AI සහ විශාල දත්තවල දියුණුවත් සමඟ, SiC ස්ඵටික වර්ධන තාක්ෂණය වැඩි වැඩියෙන් බුද්ධිමත් විසඳුම් භාවිතා කරනු ඇත. සංවේදක සහ ස්වයංක්‍රීය පද්ධති භාවිතයෙන් තත්‍ය කාලීන අධීක්ෂණය සහ පාලනය ක්‍රියාවලි ස්ථායිතාව සහ පාලන හැකියාව වැඩි දියුණු කරනු ඇත. ඊට අමතරව, විශාල දත්ත විශ්ලේෂණ මඟින් වර්ධන පරාමිතීන් ප්‍රශස්ත කළ හැකි අතර, ස්ඵටික ගුණාත්මකභාවය සහ නිෂ්පාදන කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කළ හැකිය.
උසස් තත්ත්වයේ සිලිකන් කාබයිඩ් තනි ස්ඵටික සකස් කිරීමේ තාක්ෂණය අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍ය පර්යේෂණයේ ප්‍රධාන අවධානයකි. තාක්ෂණය දියුණු වන විට, SiC ස්ඵටික වර්ධන ශිල්පීය ක්‍රම අඛණ්ඩව පරිණාමය වන අතර, ඉහළ උෂ්ණත්ව, අධි-සංඛ්‍යාත සහ අධි බල ක්ෂේත්‍රවල යෙදුම් සඳහා ශක්තිමත් පදනමක් සපයයි.
පළ කිරීමේ කාලය: ජූලි-25-2025