Mfundo zazikuluzikulu za Kukonzekera Kwapamwamba kwa Silicon Carbide Single Crystal

Njira zazikulu zopangira silicon single crystal kukonzekera ndi: Physical Vapor Transport (PVT), Top-Seeded Solution Growth (TSSG), ndi High-Temperature Chemical Vapor Deposition (HT-CVD). Pakati pa izi, njira ya PVT imavomerezedwa kwambiri pakupanga mafakitale chifukwa cha zida zake zosavuta, kuwongolera kosavuta, komanso kutsika kwa zida ndi ndalama zogwirira ntchito.

Mfundo Zaumisiri Zofunika Kwambiri pa Kukula kwa PVT kwa Silicon Carbide Crystals

Mukakulitsa makhiristo a silicon carbide pogwiritsa ntchito njira ya Physical Vapor Transport (PVT), izi ziyenera kuganiziridwa:

1. Chiyero cha Zida za Graphite mu Chipinda Chokulirapo: Zomwe zili zonyansa mu zigawo za graphite ziyenera kukhala pansi pa 5 × 10⁻⁶, pamene zonyansa zomwe zili muzitsulo zotsekemera ziyenera kukhala pansi pa 10 × 10⁻⁶. Zinthu monga B ndi Al ziyenera kusungidwa pansipa 0.1×10⁻⁶.
2. Kusankhidwa Kolondola kwa Crystal Polarity Mbewu: Maphunziro amphamvu amasonyeza kuti nkhope ya C (0001) ndi yoyenera kukulitsa makhiristo a 4H-SiC, pamene nkhope ya Si (0001) imagwiritsidwa ntchito kukulitsa makhiristo a 6H-SiC.
3. Kugwiritsa Ntchito Makhiristo A Mbeu Ya Off-Axis: Makristalo a mbewu ya Off-axis amatha kusintha kukula kwa kristalo, kuchepetsa kuwonongeka kwa kristalo.
4. Njira Yapamwamba Kwambiri ya Mbewu ya Crystal Bonding.
5. Kusunga Kukhazikika kwa Chiyankhulo cha Kukula kwa Crystal Panthawi ya Kukula.

Technologies Key Pakukula kwa Silicon Carbide Crystal

1. Doping Technology ya Silicon Carbide Powder
   Doping the silicon carbide powder ndi kuchuluka koyenera kwa Ce kumatha kukhazikika kukula kwa 4H-SiC single makhiristo. Zotsatira zabwino zikuwonetsa kuti Ce doping imatha:

• Wonjezerani kuchuluka kwa makristasi a silicon carbide.
• Yesetsani kuwongolera kukula kwa kristalo, ndikupangitsa kuti ikhale yofanana komanso yokhazikika.
• Kuletsa mapangidwe odetsedwa, kuchepetsa zolakwika ndikuthandizira kupanga makristasi amodzi komanso apamwamba kwambiri.
• Iletsani dzimbiri kumbuyo kwa kristalo ndikusintha zokolola za kristalo imodzi.

• Axial ndi Radial Temperature Gradient Control Technology
  Kutentha kwa axial kumakhudza makamaka mtundu wa kukula kwa kristalo ndi magwiridwe antchito. Kutsika kochepa kwambiri kwa kutentha kumatha kupangitsa kupanga polycrystalline ndikuchepetsa kukula. Kutentha koyenera kwa axial ndi ma radial kutentha kumathandizira kukula kwa kristalo wa SiC ndikusunga mtundu wokhazikika wa kristalo.
• Basal Plane Dislocation (BPD) Control Technology
  Zowonongeka za BPD zimachitika makamaka pamene kumeta ubweya wa ubweya mu kristalo kumaposa kumeta ubweya wovuta wa SiC, kuyambitsa machitidwe otsetsereka. Popeza ma BPD ndi okhazikika kumayendedwe akukula kwa kristalo, amapanga nthawi yakukula kwa kristalo ndi kuzizira.
• Vapor Phase Composition Ratio Adjustment Technology
  Kuchulukitsa kuchuluka kwa carbon-to-silicon m'malo okulirapo ndi njira yabwino yokhazikitsira kukula kwa kristalo imodzi. Kuchuluka kwa carbon-to-silicon kumachepetsa kuphatikizika kwakukulu, kumasunga chidziwitso cha kukula kwa kristalo wa mbewu, ndikupondereza mapangidwe a polytype.
• Ukadaulo Wochepetsera Kupsinjika Kwambiri
  Kupsinjika pakukula kwa kristalo kungayambitse kupindika kwa ndege zamakristali, zomwe zimapangitsa kuti kristaloyo ikhale yabwino kapena kusweka. Kupsinjika kwakukulu kumawonjezeranso kusuntha kwa ndege, komwe kumatha kusokoneza mtundu wa epitaxial ndi magwiridwe antchito a chipangizocho.

6-inch SiC wafer sikani chithunzi

Njira Zochepetsera Kupsinjika Kwa Makristasi:

• Sinthani magawo a kutentha kwa gawo la kutentha ndikuwongolera magawo kuti athe kukula kofanana kwa makristalo amodzi a SiC.
• Konzani mawonekedwe a crucible kuti alole kukula kwa kristalo kwaulere ndi zopinga zochepa.
• Sinthani njira zokhazikitsira kristalo wa mbewu kuti muchepetse kusagwirizana kwakukula pakati pa kristalo wa mbewu ndi chosungira graphite. Njira yodziwika bwino ndikusiya kusiyana kwa 2 mm pakati pa kristalo wa mbewu ndi chosungira graphite.
• Limbikitsani njira zowotchera ng'anjo poyika ng'anjo ya in-situ, kusintha kutentha ndi nthawi kuti muthetse kupsinjika kwamkati.

Zam'tsogolo mu Silicon Carbide Crystal Growth Technology

Kuyang'ana m'tsogolo, ukadaulo wapamwamba kwambiri wa SiC single crystal upanga njira zotsatirazi:

1. Kukula Kwakukulu
   M'mimba mwake wa silicon carbide makhiristo amodzi asintha kuchokera ku mamilimita angapo mpaka 6-inchi, 8-inchi, komanso kukula kwa mainchesi 12. Makhiristo a SiC okhala ndi mainchesi akulu amathandizira kupanga bwino, amachepetsa ndalama, komanso amakwaniritsa zofunikira za zida zamphamvu kwambiri.
2. Kukula Kwapamwamba
   Makristalo apamwamba a SiC amodzi ndiofunikira pazida zogwira ntchito kwambiri. Ngakhale kuti kupita patsogolo kwakukulu kwachitika, zolakwika monga ma micropipes, dislocation, ndi zonyansa zidakalipo, zomwe zikukhudza magwiridwe antchito ndi kudalirika kwa chipangizocho.
3. Kuchepetsa Mtengo
   Kukwera mtengo kwa SiC crystal kukonzekera kumachepetsa kugwiritsidwa ntchito kwake m'magawo ena. Kuwongolera njira zakukulira, kuwongolera magwiridwe antchito, komanso kuchepetsa mtengo wazinthu zopangira kungathandize kuchepetsa ndalama zopangira.
4. Kukula Mwanzeru
   Ndi kupita patsogolo kwa AI ndi data yayikulu, ukadaulo wakukula kwa kristalo wa SiC ukhala ndi mayankho anzeru. Kuwunika kwanthawi yeniyeni ndi kuwongolera pogwiritsa ntchito masensa ndi makina odzipangira okha kudzakulitsa kukhazikika kwadongosolo ndi kuwongolera. Kuphatikiza apo, ma analytics akulu a data amatha kukhathamiritsa magawo akukula, kuwongolera mtundu wa kristalo komanso kupanga bwino.

Ukadaulo wapamwamba kwambiri wa silicon carbide single crystal kukonzekera ndiwofunikira kwambiri pakufufuza kwazinthu za semiconductor. Pamene luso lamakono likupita patsogolo, njira za kukula kwa kristalo ya SiC zidzapitirizabe kusintha, ndikupereka maziko olimba a ntchito m'madera otentha kwambiri, othamanga kwambiri, komanso amphamvu kwambiri.