De wichtichste metoaden foar it tarieden fan ienkristallen fan silisium omfetsje: Fysyk damptransport (PVT), Top-Seeded Solution Growth (TSSG), en High-Temperature Chemical Vapor Deposition (HT-CVD). Under dizze wurdt de PVT-metoade breed oannaam yn yndustriële produksje fanwegen syn ienfâldige apparatuer, gemak fan kontrôle, en lege apparatuer- en operasjonele kosten.
Wichtige technyske punten foar PVT-groei fan silisiumkarbidkristallen
By it kweken fan silisiumkarbidkristallen mei de Physical Vapor Transport (PVT)-metoade moatte de folgjende technyske aspekten yn oerweging nommen wurde:
- Suverens fan grafytmaterialen yn 'e groeikeamer: It ûnreinheidsgehalte yn grafytkomponinten moat ûnder 5 × 10⁻⁶ wêze, wylst it ûnreinheidsgehalte yn isolaasjefilt ûnder 10 × 10⁻⁶ moat wêze. Eleminten lykas B en Al moatte ûnder 0,1 × 10⁻⁶ hâlden wurde.
- Korrekte seleksje fan siedkristalpolariteit: Empiryske stúdzjes litte sjen dat it C (0001) oerflak geskikt is foar it kweken fan 4H-SiC-kristallen, wylst it Si (0001) oerflak brûkt wurdt foar it kweken fan 6H-SiC-kristallen.
- Gebrûk fan siedkristallen bûten de as: siedkristallen bûten de as kinne de symmetry fan kristalgroei feroarje, wêrtroch defekten yn it kristal wurde fermindere.
- Heechweardige siedkristalbiningproses.
- Behâld fan stabiliteit fan 'e kristalgroei-ynterface tidens de groeisyklus.
Wichtige technologyen foar silisiumkarbide kristalgroei
- Dopingtechnology foar silisiumkarbidpoeier
It dopjen fan it silisiumkarbidpoeier mei in passende hoemannichte Ce kin de groei fan 4H-SiC ienkristallen stabilisearje. Praktyske resultaten litte sjen dat Ce-doping kin:
- Fergrutsje de groeisnelheid fan silisiumkarbidkristallen.
- Kontrolearje de oriïntaasje fan kristalgroei, wêrtroch it mear unifoarm en regelmjittich wurdt.
- Underdrukt de foarming fan ûnreinheden, ferminderet defekten en fasilitearret de produksje fan ienkristallen en kristallen fan hege kwaliteit.
- Remmet korrosje oan 'e efterkant fan it kristal en ferbetteret de opbringst fan ien kristal.
- Aksiale en radiale temperatuergradiëntkontrôletechnology
De aksiale temperatuergradiënt beynfloedet primêr it type en de effisjinsje fan kristalgroei. In te lytse temperatuergradiënt kin liede ta polykristallijne foarming en groeisnelheden ferminderje. Juiste aksiale en radiale temperatuergradiënten fasilitearje rappe SiC-kristalgroei, wylst in stabile kristalkwaliteit behâlden wurdt. - Basale Vlak Dislokaasje (BPD) Kontrôletechnology
BPD-defekten ûntsteane benammen as de skuorspanning yn it kristal de krityske skuorspanning fan SiC oertreft, wêrtroch slipsystemen aktivearre wurde. Omdat BPD's loodrecht op 'e groeirjochting fan it kristal steane, foarmje se benammen tidens kristalgroei en ôfkuolling. - Technology foar oanpassing fan dampfase-komposysjeferhâlding
It ferheegjen fan de koalstof-silisiumferhâlding yn 'e groeiomjouwing is in effektive maatregel om de groei fan ien kristal te stabilisearjen. In hegere koalstof-silisiumferhâlding ferminderet grutte stapsgewijze bondeljen, bewarret ynformaasje oer de groei fan it siedkristaloerflak en ûnderdrukt polytypefoarming. - Leechspanningskontrôletechnology
Stress tidens kristalgroei kin feroarsaakje dat kristalflakken bûge wurde, wat liedt ta minne kristalkwaliteit of sels barsten. Hege stress fergruttet ek basale flakdislokaasjes, wat de kwaliteit fan 'e epitaksiale laach en de prestaasjes fan it apparaat negatyf beynfloedzje kin.
6-inch SiC-wafer-scanôfbylding
Metoaden om stress yn kristallen te ferminderjen:
- Pas de temperatuerfjildferdieling en prosesparameters oan om hast lykwichtige groei fan SiC-ienkristallen mooglik te meitsjen.
- Optimalisearje de kroesstruktuer om frije kristalgroei mooglik te meitsjen mei minimale beheiningen.
- Wizigje de techniken foar it fêstlizzen fan siedkristalen om de termyske útwreidingsferskil tusken it siedkristal en de grafythâlder te ferminderjen. In gewoane oanpak is om in gat fan 2 mm te litten tusken it siedkristal en de grafythâlder.
- Ferbetterje gloeiprosessen troch it ymplementearjen fan in-situ ovengloeien, it oanpassen fan gloeitemperatuer en -doer om ynterne spanning folslein frij te meitsjen.
Takomstige trends yn silisiumkarbide kristalgroeitechnology
Mei it each op de takomst sil de technology foar it tarieden fan SiC-ienkristal fan hege kwaliteit him ûntwikkelje yn 'e folgjende rjochtingen:
- Groei op grutte skaal
De diameter fan ienkristallen fan silisiumkarbid is evoluearre fan in pear millimeters nei 6-inch, 8-inch en sels gruttere 12-inch maten. SiC-kristallen mei in grutte diameter ferbetterje de produksjeeffisjinsje, ferminderje kosten en foldogge oan 'e easken fan apparaten mei hege fermogen. - Groei fan hege kwaliteit
Heechweardige SiC-ienkristallen binne essensjeel foar apparaten mei hege prestaasjes. Hoewol't der wichtige foarútgong boekt is, besteane der noch altyd defekten lykas mikropipen, ûntwrichtingen en ûnreinheden, dy't ynfloed hawwe op de prestaasjes en betrouberens fan apparaten. - Kostenreduksje
De hege kosten fan SiC-kristal tarieding beheine de tapassing yn bepaalde fjilden. It optimalisearjen fan groeiprosessen, it ferbetterjen fan produksje-effisjinsje en it ferminderjen fan grûnstofkosten kinne helpe om produksjekosten te ferleegjen. - Intelligente groei
Mei foarútgong yn keunstmjittige yntelliginsje en big data sil SiC-kristalgroeitechnology hieltyd mear yntelliginte oplossingen oannimme. Realtime monitoring en kontrôle mei sensoren en automatisearre systemen sille prosesstabiliteit en kontrôleerberens ferbetterje. Derneist kin big data-analyse groeiparameters optimalisearje, wêrtroch kristalkwaliteit en produksjeeffisjinsje ferbettere wurde.
De technology foar it tarieden fan ienkristalen fan silisiumkarbid fan hege kwaliteit is in wichtich fokuspunt yn ûndersyk nei healgeleidermateriaal. Mei de foarútgong fan 'e technology sille SiC-kristalgroeitechniken trochgean mei ûntwikkeljen, wêrtroch't in solide basis ûntstiet foar tapassingen yn fjilden mei hege temperatuer, hege frekwinsje en hege krêft.
Pleatsingstiid: 25 july 2025