Mfundo Zofunika Kwambiri Zokhudza Kukonzekera kwa Silicon Carbide Single Crystal Yabwino Kwambiri

Njira zazikulu zopangira silicon single crystal ndi izi: Physical Npor Transport (PVT), Top-Seeded Solution Growth (TSSG), ndi High-Temperature Chemical Npor Deposition (HT-CVD). Pakati pa izi, njira ya PVT imagwiritsidwa ntchito kwambiri popanga mafakitale chifukwa cha zida zake zosavuta, zosavuta kuzilamulira, komanso ndalama zochepa zogwiritsira ntchito komanso zogwirira ntchito.

Mfundo Zaukadaulo Zofunikira pa Kukula kwa PVT kwa Makristalo a Silicon Carbide

Mukamalima makristalo a silicon carbide pogwiritsa ntchito njira ya Physical Vapor Transport (PVT), mfundo zotsatirazi ziyenera kuganiziridwa:

1. Kuyera kwa Zipangizo za Graphite mu Chipinda Chokulirapo: Kuchuluka kwa zinthu zodetsedwa mu zigawo za graphite kuyenera kukhala pansi pa 5×10⁻⁶, pomwe kuchuluka kwa zinthu zodetsedwa mu chotenthetsera kutentha kuyenera kukhala pansi pa 10×10⁻⁶. Zinthu monga B ndi Al ziyenera kusungidwa pansi pa 0.1×10⁻⁶.
2. Kusankha Koyenera kwa Crystal Polarity ya Mbeu: Kafukufuku wowonetsa akuwonetsa kuti nkhope ya C (0001) ndiyoyenera kumera makristalo a 4H-SiC, pomwe nkhope ya Si (0001) imagwiritsidwa ntchito kumera makristalo a 6H-SiC.
3. Kugwiritsa Ntchito Makristalo a Mbeu Zosagwira Ntchito: Makristalo a mbewu zosagwirizana ndi mbali imodzi amatha kusintha kukula kwa kristalo, kuchepetsa zolakwika mu kristalo.
4. Njira Yabwino Kwambiri Yogwirizanitsa Mbewu ndi Crystal.
5. Kusunga Kukhazikika kwa Chiyanjano cha Kukula kwa Crystal Panthawi ya Kukula.

Ukadaulo Wofunika Kwambiri pa Kukula kwa Silicon Carbide Crystal

1. Ukadaulo Wogwiritsa Ntchito Doping wa Silicon Carbide Powder
   Kupaka ufa wa silicon carbide ndi kuchuluka koyenera kwa Ce kungathandize kukhazikika kwa makhiristo amodzi a 4H-SiC. Zotsatira zogwira mtima zikusonyeza kuti kugwiritsa ntchito Ce doping kungathe:

• Onjezani kuchuluka kwa makristasi a silicon carbide.
• Yang'anirani momwe makristalo amakulira, kuti akhale ofanana komanso okhazikika.
• Chepetsani kupangika kwa zinthu zodetsa, kuchepetsa zolakwika ndikuthandizira kupanga makristalo amtundu umodzi ndi apamwamba.
• Letsani kuwonongeka kwa kristalo kumbuyo ndipo onjezerani kuchuluka kwa kristalo imodzi.

• Ukadaulo Wowongolera Kutentha kwa Axial ndi Radial ndi Gradient
  Kuchuluka kwa kutentha kwa axial kumakhudza kwambiri mtundu wa kukula kwa kristalo ndi magwiridwe antchito ake. Kuchuluka kwa kutentha kochepa kwambiri kungayambitse kupangika kwa polycrystalline ndikuchepetsa kuchuluka kwa kukula. Kuchuluka kwa kutentha kwa axial ndi radial koyenera kumathandiza kukula kwa kristalo ya SiC mwachangu komanso kusunga mtundu wokhazikika wa kristalo.
• Ukadaulo Wowongolera Kusamuka kwa Ndege Yoyambira (BPD)
  Zolakwika za BPD zimachitika makamaka pamene kupsinjika kwa shear mu kristalo kumaposa kupsinjika kwakukulu kwa shear kwa SiC, zomwe zimayambitsa machitidwe otsetsereka. Popeza ma BPD amakhala olunjika ku mbali ya kukula kwa kristalo, amapangika makamaka panthawi ya kukula kwa kristalo ndi kuzizira.
• Ukadaulo Wosintha Chiŵerengero cha Nthunzi
  Kuonjezera chiŵerengero cha kaboni ndi silicon m'malo okulira ndi njira yothandiza yokhazikitsira kukula kwa kristalo imodzi. Chiŵerengero chachikulu cha kaboni ndi silicon chimachepetsa kusonkhana kwakukulu, kusunga chidziwitso cha kukula kwa pamwamba pa kristalo ya mbewu, ndikuletsa kupangika kwa polytype.
• Ukadaulo Woletsa Kupsinjika Maganizo
  Kupsinjika maganizo panthawi ya kukula kwa makristalo kungayambitse kupindika kwa mapulaneti a makristalo, zomwe zimapangitsa kuti makristalo akhale opanda khalidwe kapena ngakhale kusweka. Kupsinjika kwambiri kumawonjezeranso kusokonekera kwa mapulaneti a basal, zomwe zingakhudze kwambiri ubwino wa epitaxial layer ndi magwiridwe antchito a chipangizocho.

Chithunzi chojambulira cha SiC wafer cha mainchesi 6

Njira Zochepetsera Kupsinjika Maganizo mu Makristalo:

• Sinthani kugawa kwa kutentha ndi magawo a njira kuti mulole kukula kwa makristalo amodzi a SiC pafupi ndi kufanana.
• Konzani bwino kapangidwe ka mtanda kuti mulole makristalo kukula popanda zopinga zambiri.
• Sinthani njira zokhazikitsira makristalo a mbewu kuti muchepetse kusagwirizana kwa kutentha pakati pa kristalo wa mbewu ndi chogwirira cha graphite. Njira yodziwika bwino ndiyo kusiya mpata wa 2 mm pakati pa chogwirira cha kristalo cha mbewu ndi chogwirira cha graphite.
• Konzani njira zopezera madzi pogwiritsa ntchito njira yopezera madzi mu uvuni, kusintha kutentha ndi nthawi ya madzi kuti mutulutse mphamvu ya mkati mwa uvuni.

Zochitika Zamtsogolo mu Silicon Carbide Crystal Growth Technology

Poyang'ana patsogolo, ukadaulo wapamwamba kwambiri wokonzekera makristalo amodzi a SiC udzakula m'njira zotsatirazi:

1. Kukula Kwakukulu
   Makulidwe a makristasi a silicon carbide single crystals asintha kuchoka pa mamilimita ochepa kufika pa mainchesi 6, mainchesi 8, komanso akuluakulu a mainchesi 12. Makristasi a SiC akuluakulu amawongolera bwino ntchito yopanga, amachepetsa ndalama, komanso amakwaniritsa zofunikira za zida zamphamvu kwambiri.
2. Kukula Kwabwino Kwambiri
   Makristalo apamwamba a SiC single ndi ofunikira pazida zogwira ntchito bwino. Ngakhale kuti pakhala kupita patsogolo kwakukulu, zolakwika monga ma micropipes, dislocations, ndi zinyalala zidakalipo, zomwe zimakhudza magwiridwe antchito ndi kudalirika kwa chipangizocho.
3. Kuchepetsa Mtengo
   Mtengo wokwera wa kukonzekera makristalo a SiC umalepheretsa kugwiritsidwa ntchito m'magawo ena. Kukonza njira zokulira, kukonza bwino ntchito yopangira, komanso kuchepetsa ndalama zopangira zinthu kungathandize kuchepetsa ndalama zogulira.
4. Kukula Mwanzeru
   Ndi kupita patsogolo kwa AI ndi deta yayikulu, ukadaulo wakukula kwa makristalo a SiC udzakhala ndi njira zanzeru kwambiri. Kuwunika ndi kuwongolera nthawi yeniyeni pogwiritsa ntchito masensa ndi machitidwe odziyimira pawokha kudzawonjezera kukhazikika kwa njira ndi kulamulira. Kuphatikiza apo, kusanthula kwa deta yayikulu kumatha kukonza magawo akukula, kukonza mtundu wa makristalo ndi magwiridwe antchito opangira.

Ukadaulo wapamwamba kwambiri wokonzekera makristalo a silicon carbide single crystal ndi chinthu chofunikira kwambiri pakufufuza zinthu za semiconductor. Pamene ukadaulo ukupita patsogolo, njira zokulira makristalo a SiC zipitilizabe kusintha, zomwe zikupereka maziko olimba ogwiritsira ntchito m'malo otentha kwambiri, pafupipafupi kwambiri, komanso amphamvu kwambiri.