Métode utama pikeun ngembang kristal tunggal silikon karbida kalebet Angkutan Uap Fisik (PVT), Pertumbuhan Solusi Top-Seeded (TSSG), sareng Deposisi Uap Kimia Suhu Tinggi (HT-CVD).

Di antara ieu, metode PVT parantos janten téknik utama pikeun produksi industri kusabab pangaturan alat anu saderhana, betah operasi sareng kontrol, sareng alat sareng biaya operasional anu langkung handap.

---

Titik Téknis konci tina Pertumbuhan Kristal SiC Ngagunakeun Métode PVT

Pikeun tumuwuh kristal silikon karbida ngagunakeun métode PVT, sababaraha aspék téknis kudu taliti dikawasa:

1. Kamurnian Bahan Grafit dina Médan Termal
   Bahan grafit anu dianggo dina médan termal pertumbuhan kristal kedah nyumponan syarat purity anu ketat. Eusi najis dina komponén grafit kudu handap 5 × 10⁻⁶, jeung insulasi felts handap 10 × 10⁻⁶. Sacara husus, eusi boron (B) jeung aluminium (Al) masing-masing kudu handap 0,1 × 10⁻⁶.

2. Polaritasna Bener Kristal Siki
   Data empiris nunjukeun yen C-beungeut (0001) cocog pikeun tumuwuh kristal 4H-SiC, sedengkeun Si-beungeut (0001) cocog pikeun tumuwuh 6H-SiC.

3. Pamakéan Kristal Siki Pareum-Axis
   Siki off-axis tiasa ngarobih simétri pertumbuhan, ngirangan defects kristal, sareng ngamajukeun kualitas kristal anu langkung saé.

4. Téhnik beungkeutan Kristal Kelor dipercaya
   Beungkeutan anu leres antara kristal siki sareng wadahna penting pisan pikeun stabilitas salami kamekaran.

5. Ngajaga Stabilitas Antarmuka Tumuwuh
   Salila sakabéh siklus tumuwuhna kristal, panganteur tumuwuhna kudu tetep stabil pikeun mastikeun ngembangkeun kristal kualitas luhur.

 

---

Téknologi Inti dina Pertumbuhan Kristal SiC

1. Téhnologi doping pikeun SiC Bubuk

Doping bubuk SiC kalawan cerium (Ce) bisa nyaimbangkeun tumuwuhna polytype tunggal kayaning 4H-SiC. Prakték nunjukkeun yén Ce doping tiasa:

• Ningkatkeun laju tumuwuhna kristal SiC;

• Ningkatkeun orientasi kristal pikeun pertumbuhan anu langkung seragam sareng arah;

• Ngurangan najis jeung defects;

• Ngurangan korosi backside tina kristal;

• Ningkatkeun laju ngahasilkeun kristal tunggal.

2. Kontrol Gradién Termal Axial sareng Radial

Gradién suhu axial mangaruhan polytype kristal sareng laju pertumbuhan. Gradién anu leutik teuing tiasa nyababkeun inklusi polytype sareng ngirangan angkutan bahan dina fase uap. Ngaoptimalkeun gradién axial sareng radial penting pikeun kamekaran kristal anu gancang sareng stabil kalayan kualitas anu konsisten.

3. Basal Plane Dislocation (BPD) Téhnologi kontrol

BPDs kabentuk utamana alatan stress geser ngaleuwihan ambang kritis dina kristal SiC, ngaktipkeun sistem slip. Salaku BPDs anu jejeg arah tumuwuhna, aranjeunna ilaharna timbul salila tumuwuhna kristal sarta cooling. Ngaminimalkeun setrés internal sacara signifikan tiasa ngirangan dénsitas BPD.

4. Kontrol Rasio Komposisi Fase Uap

Ningkatkeun rasio karbon-ka-silikon dina fase uap mangrupikeun metode anu kabuktian pikeun ngamajukeun pertumbuhan politipe tunggal. A rasio C / Si tinggi ngurangan macrostep bunching sarta nahan warisan permukaan ti kristal cikal, sahingga suppressing formasi polytypes teu dipikahayang.

5. Téhnik Tumuwuh-Stress Low

Stress salila tumuwuhna kristal bisa ngakibatkeun planes kisi melengkung, retakan, sarta kapadetan BPD luhur. Cacat ieu tiasa kabawa kana lapisan epitaxial sareng mangaruhan négatif kinerja alat.

Sababaraha strategi pikeun ngirangan setrés kristal internal kalebet:

• Nyaluyukeun sebaran médan termal jeung parameter prosés pikeun ngamajukeun tumuwuhna deukeut-kasaimbangan;

• Optimizing desain crucible pikeun ngidinan kristal tumuwuh kalawan bébas tanpa konstrain mékanis;

• Ngaronjatkeun konfigurasi wadah siki pikeun ngurangan mismatch ékspansi termal antara siki jeung grafit salila pemanasan, mindeng ku ninggalkeun celah 2 mm antara siki jeung wadahna;

• Ngamurnikeun prosés annealing, ngamungkinkeun kristal pikeun niiskeun sareng tungku, sareng nyaluyukeun suhu sareng durasi pikeun ngaleungitkeun setrés internal.

---

Tren dina Téknologi Tumuwuh Kristal SiC

1. Ukuran Kristal gedé
Diaméter kristal tunggal SiC parantos ningkat tina ngan ukur sababaraha milimeter ka 6 inci, 8 inci, komo wafer 12 inci. Wafer anu langkung ageung ningkatkeun efisiensi produksi sareng ngirangan biaya, bari nyumponan tungtutan aplikasi alat anu kakuatan tinggi.

2. Quality Kristal luhur
Kristal SiC kualitas luhur penting pisan pikeun alat-alat kinerja luhur. Sanajan perbaikan signifikan, kristal ayeuna masih némbongkeun defects kayaning micropipes, dislocations, sarta najis, sakabéh nu bisa ngaruksak kinerja alat jeung reliabilitas.

3. Ngurangan ongkos
Produksi kristal SiC masih kawilang mahal, ngawatesan nyoko anu langkung lega. Ngurangan biaya ngaliwatan prosés pertumbuhan anu dioptimalkeun, ningkat efisiensi produksi, sareng nurunkeun biaya bahan baku penting pisan pikeun ngalegaan aplikasi pasar.

4. Manufaktur calakan
Kalayan kamajuan dina intelijen buatan sareng téknologi data gedé, kamekaran kristal SiC nuju nuju prosés anu cerdas sareng otomatis. Sénsor sareng sistem kontrol tiasa ngawas sareng nyaluyukeun kaayaan kamekaran sacara real-time, ningkatkeun stabilitas prosés sareng prediksi. Analisis data salajengna tiasa ngaoptimalkeun parameter prosés sareng kualitas kristal.

Ngembangkeun téknologi pertumbuhan kristal tunggal SiC kualitas luhur mangrupikeun fokus utama dina panalungtikan bahan semikonduktor. Salaku kamajuan téhnologis, métode pertumbuhan kristal bakal terus mekar tur ningkatkeun, nyadiakeun yayasan padet pikeun aplikasi SiC dina suhu luhur, frékuénsi luhur, sarta alat éléktronik-daya tinggi.