Pertimbangan konci pikeun-Quality High Silicon Carbide Persiapan Kristal Tunggal

Métode utama pikeun persiapan kristal tunggal silikon nyaéta: Angkutan Uap Fisik (PVT), Pertumbuhan Solusi Top-Seeded (TSSG), sareng Deposisi Uap Kimia Suhu Tinggi (HT-CVD). Diantara ieu, métode PVT loba diadopsi dina produksi industrial alatan alat basajan na, betah kontrol, sarta parabot low sarta waragad operasional.

Titik Téknis konci pikeun Pertumbuhan PVT Kristal Silicon Carbide

Nalika ngembang kristal silikon karbida nganggo metode Angkutan Uap Fisik (PVT), aspék téknis ieu kedah dipertimbangkeun:

1. Purity of Graphite Materials in the Growth Chamber: Eusi najis dina komponén grafit kudu sahandapeun 5×10⁻⁶, sedengkeun eusi najis dina insulasi ngarasa kudu handap 10×10⁻⁶. Unsur sapertos B sareng Al kedah dijaga sahandapeun 0,1×10⁻⁶.
2. Pamilihan Polaritas Kristal Bibit Bener: Studi empiris nunjukkeun yén raray C (0001) cocog pikeun tumuwuh kristal 4H-SiC, sedengkeun raray Si (0001) dianggo pikeun tumuwuh kristal 6H-SiC.
3. Pamakéan Kristal Siki Pareum-Axis: Kristal siki pareum sumbu tiasa ngarobih simétri pertumbuhan kristal, ngirangan cacad dina kristal.
4. Prosés Beungkeut Kristal Siki Kualitas Tinggi.
5. Ngajaga Stabilitas Antarmuka Pertumbuhan Kristal Salila Siklus Pertumbuhan.

Téknologi konci pikeun Pertumbuhan Kristal Silicon Carbide

1. Téhnologi Doping pikeun Silicon Carbide Bubuk
   Doping bubuk silikon carbide kalawan jumlah luyu tina Ce bisa nyaimbangkeun tumuwuhna kristal tunggal 4H-SiC. Hasil praktis nunjukkeun yén Ce doping tiasa:

• Ningkatkeun laju pertumbuhan kristal silikon karbida.
• Ngadalikeun orientasi tumuwuhna kristal, sahingga leuwih seragam jeung teratur.
• Ngaronjat formasi impurity, ngurangan defects sarta facilitating produksi kristal tunggal jeung kualitas luhur kristal.
• Ngahambat korosi backside tina kristal sareng ningkatkeun ngahasilkeun kristal tunggal.

• Téknologi Kontrol Gradién Suhu Axial sareng Radial
  Gradién suhu axial utamina mangaruhan jinis pertumbuhan kristal sareng efisiensi. Gradién suhu anu leutik teuing tiasa nyababkeun formasi polikristalin sareng ngirangan laju pertumbuhan. Gradién suhu axial sareng radial anu leres ngagampangkeun kamekaran kristal SiC gancang bari ngajaga kualitas kristal anu stabil.
• Basal Plane Dislocation (BPD) Téhnologi kontrol
  Cacat BPD utamana timbul nalika tegangan geser dina kristal ngaleuwihan tegangan geser kritis SiC, ngaktipkeun sistem slip. Kusabab BPDs jejeg arah tumuwuhna kristal, aranjeunna utamana ngabentuk salila tumuwuhna kristal sarta cooling.
• Uap Phase Komposisi Rasio Téhnologi adjustment
  Ningkatkeun rasio karbon-ka-silikon dina lingkungan kamekaran mangrupikeun ukuran anu efektif pikeun nyaimbangkeun pertumbuhan kristal tunggal. Babandingan karbon-ka-silikon anu langkung luhur ngirangan rungkun léngkah anu ageung, ngawétkeun inpormasi pertumbuhan permukaan kristal siki, sareng nyegah formasi polytype.
• Low-Stress Control Téhnologi
  Setrés salila tumuwuhna kristal bisa ngabalukarkeun bending tina planes kristal, ngarah kana kualitas kristal goréng atawa malah cracking. Stress tinggi ogé ngaronjatkeun dislocations pesawat basal, nu bisa mangaruhan adversely kualitas lapisan epitaxial jeung kinerja alat.

Gambar scanning wafer SiC 6 inci

Métode pikeun Ngurangan Stress dina Kristal:

• Saluyukeun distribusi médan suhu sareng parameter prosés pikeun ngaktipkeun pertumbuhan kasatimbangan deukeut kristal tunggal SiC.
• Optimalkeun struktur crucible pikeun ngidinan tumuwuh kristal bébas kalawan konstrain minimal.
• Ngarobah téhnik fiksasi kristal cikal pikeun ngurangan mismatch ékspansi termal antara kristal cikal jeung wadah grafit. Pendekatan umum nyaéta ninggalkeun celah 2 mm antara kristal siki sareng wadah grafit.
• Ningkatkeun prosés annealing ku ngalaksanakeun annealing in-situ tungku, nyaluyukeun suhu annealing sareng durasi pikeun ngaleungitkeun setrés internal.

Tren Kahareup dina Téknologi Pertumbuhan Kristal Silicon Carbide

Ningali payun, téknologi persiapan kristal tunggal SiC kualitas luhur bakal berkembang dina arah ieu:

1. Tumuwuh Skala badag
   Diaméter kristal tunggal silikon karbida parantos mekar tina sababaraha milimeter ka 6 inci, 8 inci, sareng ukuran 12 inci anu langkung ageung. Kristal SiC diaméterna ageung ningkatkeun efisiensi produksi, ngirangan biaya, sareng nyumponan tungtutan alat-alat kakuatan tinggi.
2. Tumuwuh Kualitas Luhur
   Kristal tunggal SiC kualitas luhur penting pisan pikeun alat-alat kinerja luhur. Sanajan kamajuan signifikan geus dijieun, defects kayaning micropipes, dislocations, sarta najis tetep aya, mangaruhan kinerja alat jeung reliabilitas.
3. Ngurangan ongkos
   Biaya tinggi persiapan kristal SiC ngawatesan aplikasina dina widang anu tangtu. Ngaoptimalkeun prosés kamekaran, ningkatkeun efisiensi produksi, sareng ngirangan biaya bahan baku tiasa ngabantosan ngirangan biaya produksi.
4. Tumuwuh calakan
   Kalayan kamajuan dina AI sareng data ageung, téknologi pertumbuhan kristal SiC bakal beuki ngadopsi solusi anu cerdas. Ngawaskeun sareng kontrol sacara real-time nganggo sensor sareng sistem otomatis bakal ningkatkeun stabilitas prosés sareng kontrol. Salaku tambahan, analitik data ageung tiasa ngaoptimalkeun parameter pertumbuhan, ningkatkeun kualitas kristal sareng efisiensi produksi.

Téknologi persiapan kristal tunggal silikon karbida kualitas luhur mangrupikeun fokus konci dina panalungtikan bahan semikonduktor. Nalika téknologi maju, téknik pertumbuhan kristal SiC bakal terus mekar, nyayogikeun pondasi anu kuat pikeun aplikasi dina suhu luhur, frékuénsi luhur, sareng widang kakuatan tinggi.