Silikon monokristalının hazırlanması üçün əsas üsullara aşağıdakılar daxildir: Fiziki Buxar Nəqliyyatı (PVT), Üst Toxumlu Məhlul Artırma (TSSG) və Yüksək Temperaturda Kimyəvi Buxar Çöküntüsü (HT-CVD). Bunların arasında PVT üsulu sadə avadanlıq, idarəetmə asanlığı, aşağı avadanlıq və əməliyyat xərclərinə görə sənaye istehsalında geniş tətbiq olunur.
Silikon karbid kristallarının PVT böyüməsi üçün əsas texniki nöqtələr
Fiziki Buxar Nəqliyyatı (PVT) metodundan istifadə edərək silisium karbid kristallarını yetişdirərkən aşağıdakı texniki aspektlər nəzərə alınmalıdır:
- Böyümə Kamerasında Qrafit Materiallarının Saflığı: Qrafit komponentlərindəki çirkin tərkibi 5×10⁻⁶-dən aşağı, izolyasiya hissəsindəki çirkin miqdarı isə 10×10⁻⁶-dən aşağı olmalıdır. B və Al kimi elementlər 0,1×10⁻⁶-dən aşağı saxlanılmalıdır.
- Düzgün Toxum Kristal Polarite Seçimi: Empirik tədqiqatlar göstərir ki, C (0001) üzü 4H-SiC kristallarının böyüməsi üçün uyğundur, Si (0001) üzü isə 6H-SiC kristallarının böyüməsi üçün istifadə olunur.
- Oxdankənar Toxum Kristallarının İstifadəsi: Oxdan kənar toxum kristalları kristalın böyüməsinin simmetriyasını dəyişə bilər, kristaldakı qüsurları azalda bilər.
- Yüksək Keyfiyyətli Toxum Kristal Bağlama Prosesi.
- Artım Dövründə Kristal Artım İnterfeysinin Sabitliyinin Saxlanması.
Silikon karbid kristallarının böyüməsi üçün əsas texnologiyalar
- Silikon karbid tozu üçün dopinq texnologiyası
Silikon karbid tozunun müvafiq miqdarda Ce ilə dopinq edilməsi 4H-SiC monokristallarının böyüməsini sabitləşdirə bilər. Praktiki nəticələr göstərir ki, Ce dopinqi:
- Silikon karbid kristallarının böyümə sürətini artırın.
- Kristal böyüməsinin istiqamətini idarə edin, onu daha vahid və müntəzəm edin.
- Çirklərin əmələ gəlməsini maneə törədir, qüsurları azaldır və monokristal və yüksək keyfiyyətli kristalların istehsalını asanlaşdırır.
- Kristalın arxa korroziyasına mane olun və tək kristal məhsuldarlığını yaxşılaşdırın.
- Eksenel və Radial Temperatur Qradientinə Nəzarət Texnologiyası
Eksenel temperatur gradienti ilk növbədə kristalın böyümə növünə və səmərəliliyinə təsir göstərir. Həddindən artıq kiçik temperatur gradienti polikristalin formalaşmasına səbəb ola bilər və böyümə sürətini azalda bilər. Düzgün eksenel və radial temperatur gradientləri sabit kristal keyfiyyətini qoruyarkən SiC kristalının sürətli böyüməsini asanlaşdırır. - Bazal Plane Dislokasiyaya (BPD) Nəzarət Texnologiyası
BPD qüsurları əsasən kristalda kəsmə gərginliyi SiC-nin kritik sürüşmə gərginliyini aşdıqda, sürüşmə sistemlərini aktivləşdirdikdə yaranır. BPD-lər kristal böyümə istiqamətinə perpendikulyar olduğundan, onlar ilk növbədə kristal böyüməsi və soyudulması zamanı əmələ gəlir. - Buxar Faza Tərkibinin Nisbətinin Tənzimlənməsi Texnologiyası
Böyümə mühitində karbon-silikon nisbətinin artırılması monokristal artımını sabitləşdirmək üçün effektiv tədbirdir. Daha yüksək karbon-silikon nisbəti böyük addımların yığılmasını azaldır, toxum kristallarının səthinin böyüməsi məlumatını qoruyur və politip əmələ gəlməsini maneə törədir. - Aşağı Stressə Nəzarət Texnologiyası
Kristal böyüməsi zamanı stres kristal müstəvilərin əyilməsinə səbəb ola bilər, bu da kristal keyfiyyətinin pisləşməsinə və ya hətta çatlamasına səbəb ola bilər. Yüksək gərginlik həmçinin bazal təyyarə dislokasiyalarını artırır ki, bu da epitaksial təbəqənin keyfiyyətinə və cihazın işinə mənfi təsir göstərə bilər.
6 düymlük SiC vafli skan edən görüntü
Kristallarda Stressi Azaltma üsulları:
- SiC monokristallarının tarazlığa yaxın böyüməsini təmin etmək üçün temperatur sahəsinin paylanmasını və proses parametrlərini tənzimləyin.
- Minimum məhdudiyyətlərlə sərbəst kristal böyüməsinə imkan vermək üçün pota strukturunu optimallaşdırın.
- Toxum kristalı və qrafit tutucu arasında istilik genişlənməsi uyğunsuzluğunu azaltmaq üçün toxum kristallarının fiksasiya üsullarını dəyişdirin. Ümumi yanaşma toxum kristalı ilə qrafit tutucu arasında 2 mm boşluq buraxmaqdır.
- Daxili gərginliyi tamamilə aradan qaldırmaq üçün in-situ soba tavlamasını həyata keçirmək, yumşalma temperaturunu və müddətini tənzimləməklə tavlama proseslərini təkmilləşdirin.
Silikon Karbid Kristal Artım Texnologiyasında Gələcək Trendlər
Gələcəkdə yüksək keyfiyyətli SiC monokristal hazırlamaq texnologiyası aşağıdakı istiqamətlərdə inkişaf edəcəkdir:
- Geniş miqyaslı artım
Silisium karbid monokristallarının diametri bir neçə millimetrdən 6 düym, 8 düym və hətta daha böyük 12 düym ölçülərinə qədər inkişaf etmişdir. Böyük diametrli SiC kristalları istehsalın səmərəliliyini artırır, xərcləri azaldır və yüksək güclü cihazların tələblərinə cavab verir. - Yüksək Keyfiyyətli Artım
Yüksək keyfiyyətli SiC monokristalları yüksək performanslı cihazlar üçün vacibdir. Əhəmiyyətli irəliləyiş əldə olunsa da, cihazın işinə və etibarlılığına təsir edən mikroborular, dislokasiyalar və çirklər kimi qüsurlar hələ də mövcuddur. - Xərclərin azaldılması
SiC kristallarının hazırlanmasının yüksək qiyməti onun müəyyən sahələrdə tətbiqini məhdudlaşdırır. Artım proseslərinin optimallaşdırılması, istehsalın səmərəliliyinin artırılması və xammal xərclərinin azaldılması istehsal xərclərini azaltmağa kömək edə bilər. - Ağıllı böyümə
Süni intellekt və böyük verilənlərdə irəliləyişlərlə SiC kristal artımı texnologiyası getdikcə daha çox ağıllı həllər qəbul edəcək. Sensorlar və avtomatlaşdırılmış sistemlərdən istifadə etməklə real vaxt rejimində monitorinq və nəzarət prosesin sabitliyini və idarə oluna bilənliyini artıracaq. Bundan əlavə, böyük verilənlər analitikası kristal keyfiyyətini və istehsal səmərəliliyini yaxşılaşdıraraq, artım parametrlərini optimallaşdıra bilər.
Yüksək keyfiyyətli silisium karbid monokristal hazırlamaq texnologiyası yarımkeçirici materialların tədqiqində əsas diqqət mərkəzindədir. Texnologiya inkişaf etdikcə, SiC kristallarının böyüməsi üsulları inkişaf etməyə davam edəcək və yüksək temperatur, yüksək tezlikli və yüksək güc sahələrində tətbiqlər üçün möhkəm təməl təmin edəcəkdir.
Göndərmə vaxtı: 25 iyul 2025-ci il