La ĉefaj metodoj por preparado de siliciaj unu-kristaloj inkluzivas: Fizikan Vaporan Transporton (PVT), Kreskon de Solvaĵo per Supraj Semoj (TSSG), kaj Alt-Temperaturan Kemian Vaporan Demetadon (HT-CVD). Inter ĉi tiuj, la PVT-metodo estas vaste adoptita en industria produktado pro sia simpla ekipaĵo, facileco de kontrolo, kaj malaltaj ekipaĵaj kaj funkciaj kostoj.
Ŝlosilaj Teknikaj Punktoj por PVT-Kresko de Siliciokarbidaj Kristaloj
Kiam oni kreskigas siliciajn karbidajn kristalojn per la metodo Fizika Vapora Transporto (PVT), oni devas konsideri la jenajn teknikajn aspektojn:
- Pureco de Grafitaj Materialoj en la Kreskokamero: La malpuraĵa enhavo en grafitaj komponantoj devas esti sub 5×10⁻⁶, dum la malpuraĵa enhavo en izola felto devas esti sub 10×10⁻⁶. Elementoj kiel B kaj Al devas esti tenataj sub 0.1×10⁻⁶.
- Ĝusta Selektado de la Poluseco de Semkristalo: Empiriaj studoj montras, ke la C (0001) faco taŭgas por kreskigi 4H-SiC-kristalojn, dum la Si (0001) faco estas uzata por kreskigi 6H-SiC-kristalojn.
- Uzo de Ekster-aksaj semkristaloj: Ekster-aksaj semkristaloj povas ŝanĝi la simetrion de kristala kresko, reduktante difektojn en la kristalo.
- Alt-kvalita semkristala ligprocezo.
- Konservante Stabilecon de la Kristala Kresko-Interfaco Dum la Kreskociklo.
Ŝlosilaj Teknologioj por Siliciokarbida Kristala Kresko
- Dopa Teknologio por Siliciokarbida Pulvoro
Dopado de la silicia karbida pulvoro per taŭga kvanto de Ce povas stabiligi la kreskon de 4H-SiC-unuopaj kristaloj. Praktikaj rezultoj montras, ke Ce-dopado povas:
- Pliigu la kreskorapidecon de siliciaj karbidaj kristaloj.
- Kontrolu la orientiĝon de kristala kresko, igante ĝin pli unuforma kaj regula.
- Subpremi malpuraĵan formadon, reduktante difektojn kaj faciligante la produktadon de unu-kristalaj kaj altkvalitaj kristaloj.
- Inhibicii malantaŭan korodon de la kristalo kaj plibonigi unu-kristalan rendimenton.
- Aksa kaj Radiala Temperaturgradienta Kontrola Teknologio
La aksa temperaturgradiento ĉefe influas la kreskospecon kaj efikecon de la kristalo. Tro malgranda temperaturgradiento povas konduki al polikristala formado kaj redukti kreskorapidecojn. Ĝustaj aksaj kaj radialaj temperaturgradientoj faciligas rapidan kreskon de SiC-kristaloj, samtempe konservante stabilan kristalkvaliton. - Teknologio de Kontrolo de Baza Ebena Dislokado (BPD)
BPD-difektoj ĉefe aperas kiam ŝerstreĉo en la kristalo superas la kritikan ŝerstreĉon de SiC, aktivigante glitajn sistemojn. Ĉar BPD-oj estas perpendikularaj al la kristala kreskodirekto, ili ĉefe formiĝas dum kristala kresko kaj malvarmiĝo. - Teknologio de Alĝustigo de la Proporcio de Konsisto de Vapora Fazo
Pligrandigi la karbon-silician proporcion en la kreskomedio estas efika rimedo por stabiligi la kreskon de unu-kristaloj. Pli alta karbon-silicia proporcio reduktas grandajn ŝtupajn faskojn, konservas kreskinformojn pri la semkristala surfaco, kaj subpremas la formadon de politipoj. - Malstresa Kontrola Teknologio
Streso dum kristala kresko povas kaŭzi fleksadon de kristalaj ebenoj, kondukante al malbona kristala kvalito aŭ eĉ fendado. Alta streĉo ankaŭ pliigas bazajn ebenajn delokigojn, kiuj povas negative influi la kvaliton de la epitaksia tavolo kaj la rendimenton de la aparato.
6-cola SiC-blata skanadbildo
Metodoj por Malpliigi Streson en Kristaloj:
- Adaptu la temperaturkampan distribuon kaj procezajn parametrojn por ebligi preskaŭ-ekvilibran kreskon de SiC-unuopaj kristaloj.
- Optimigu la strukturon de la krisolo por permesi liberan kreskon de la kristalo kun minimumaj limigoj.
- Modifu la fiksajn teknikojn de semkristaloj por redukti la misagordon de termikaj ekspansioj inter la semkristalo kaj la grafita tenilo. Ofta metodo estas lasi 2 mm interspacon inter la semkristalo kaj la grafita tenilo.
- Plibonigu kalcinajn procezojn per efektivigo de surloka forna kalcinado, adaptante la kalcinadan temperaturon kaj daŭron por plene liberigi internan streson.
Estontaj Tendencoj en Siliciokarbida Kristala Kreskoteknologio
Antaŭenrigardante, altkvalita SiC-unukristala preparteknologio disvolviĝos en la jenaj direktoj:
- Grandskala kresko
La diametro de unuopaj kristaloj de silicia karbido evoluis de kelkaj milimetroj ĝis 6-colaj, 8-colaj, kaj eĉ pli grandaj 12-colaj grandecoj. Granddiametraj SiC-kristaloj plibonigas produktadefikecon, reduktas kostojn, kaj plenumas la postulojn de altpotencaj aparatoj. - Altkvalita Kresko
Altkvalitaj SiC-unuopaj kristaloj estas esencaj por alt-efikecaj aparatoj. Kvankam signifaj progresoj estis faritaj, difektoj kiel mikrotuboj, delokigoj kaj malpuraĵoj ankoraŭ ekzistas, influante la efikecon kaj fidindecon de aparatoj. - Kosto-Redukto
La alta kosto de SiC-kristala preparado limigas ĝian aplikon en certaj kampoj. Optimumigo de kreskoprocezoj, plibonigo de produktadefikeco kaj redukto de krudmaterialaj kostoj povas helpi malaltigi produktokostojn. - Inteligenta Kresko
Kun progresoj en artefarita inteligenteco kaj grandaj datumoj, SiC-kristala kreskoteknologio pli kaj pli adoptos inteligentajn solvojn. Realtempa monitorado kaj kontrolo uzante sensilojn kaj aŭtomatajn sistemojn plibonigos procezan stabilecon kaj kontroleblecon. Krome, grandaj datumoj povas optimumigi kreskoparametrojn, plibonigante kristalan kvaliton kaj produktadan efikecon.
Altkvalita teknologio por prepari unu-kristalan silician karbidon estas ŝlosila fokuso en esplorado pri duonkonduktaĵaj materialoj. Dum la teknologio progresas, SiC-kristalaj kreskoteknikoj daŭre evoluos, provizante solidan fundamenton por aplikoj en alt-temperaturaj, alt-frekvencaj kaj alt-potencaj kampoj.
Afiŝtempo: 25-a de Julio, 2025