Silicon Carbide Crystal Growth Furnaces တွင် နည်းပညာဆိုင်ရာ စိန်ခေါ်မှုများ

Silicon carbide (SiC) crystal ကြီးထွားမှု မီးဖိုများ၏ အုတ်မြစ်ဖြစ်သည်။SiC waferထုတ်လုပ်မှု။ သမားရိုးကျ ဆီလီကွန်ပုံဆောင်ခဲ ကြီးထွားမှု မီးဖိုများနှင့် ဆင်တူယိုးမှားများကို မျှဝေနေစဉ်၊ SiC မီးဖိုများသည် ပစ္စည်း၏ အလွန်အမင်း ကြီးထွားမှု အခြေအနေများနှင့် ရှုပ်ထွေးသော ချို့ယွင်းချက် ဖွဲ့စည်းမှု ယန္တရားများကြောင့် ထူးခြားသော စိန်ခေါ်မှုများနှင့် ရင်ဆိုင်ရသည်။ ဤစိန်ခေါ်မှုများကို နယ်ပယ်နှစ်ခုအဖြစ် ကျယ်ပြန့်စွာ အမျိုးအစားခွဲနိုင်သည်- ပုံဆောင်ခဲကြီးထွားမှုနှင့် epitaxial ကြီးထွားမှု။

Crystal Growth Challenges

SiC crystal ကြီးထွားမှုသည် အပူချိန်မြင့်မားသော၊ အလုံပိတ်ပတ်ဝန်းကျင်တစ်ခုအပေါ် တိကျသောထိန်းချုပ်မှုကို လိုအပ်ပြီး စောင့်ကြည့်ခြင်းနှင့် လုပ်ငန်းစဉ်ထိန်းချုပ်မှုမှာ အထူးခက်ခဲစေသည်။ အဓိကစိန်ခေါ်မှုများ ပါဝင်သည်-

(1) အပူပိုင်းထိန်းချုပ်မှု- အလုံပိတ်၊ အပူချိန်မြင့်သည့်အခန်းအတွင်း တည်ငြိမ်ပြီး တူညီသောအပူချိန်ပရိုဖိုင်ကို ထိန်းသိမ်းခြင်းသည် အရေးကြီးသော်လည်း အလွန်စိန်ခေါ်မှုဖြစ်သည်။ ဆီလီကွန်အတွက် အသုံးပြုထိန်းချုပ်နိုင်သော အရည်ပျော်မှုဖြစ်စဉ်များနှင့် မတူဘဲ SiC crystal ကြီးထွားမှုသည် 2,000°C အထက်တွင် ဖြစ်ပေါ်ပြီး အချိန်နှင့်တပြေးညီ စောင့်ကြည့်ခြင်းနှင့် ချိန်ညှိမှုတို့ကို မဖြစ်နိုင်လုနီးပါးဖြစ်စေသည်။ လိုချင်သော crystal ဂုဏ်သတ္တိများရရှိရန် တိကျသော အပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုသည် အရေးကြီးဆုံးဖြစ်သည်။

(2) Polytype နှင့် Defect Control- ကြီးထွားမှု လုပ်ငန်းစဉ်သည် မိုက်ခရိုပိုက်များ (MPs)၊ polytype ပါဝင်မှုများ၊ နှင့် dislocations များကဲ့သို့ ကြီးထွားမှုဖြစ်စဉ်သည် ပုံဆောင်ခဲများ၏ အရည်အသွေးကို သက်ရောက်မှုရှိစေပါသည်။ MP များသည် အရွယ်အစား သေးငယ်သော ချို့ယွင်းချက်များစွာကို ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်ကာ အထူးသဖြင့် စက်စွမ်းဆောင်ရည်ကို ထိခိုက်ပျက်စီးစေပါသည်။ SiC သည် အမျိုးအစားပေါင်း 200 ကျော်တွင် တည်ရှိပြီး 4H တည်ဆောက်ပုံသည် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာ အသုံးချမှုများအတွက် သင့်လျော်ပါသည်။ stoichiometry၊ အပူချိန် gradients၊ ကြီးထွားမှုနှုန်းနှင့် gas flow dynamics ကို ထိန်းချုပ်ခြင်းသည် polytype များပါဝင်မှုကို အနည်းဆုံးဖြစ်စေရန် မရှိမဖြစ်လိုအပ်ပါသည်။ ထို့အပြင်၊ ကြီးထွားခန်းအတွင်းရှိအပူရောင်အရောင်ဖျော့ဖျော့များသည် မူလစိတ်ဖိစီးမှုကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်ပြီး အမျိုးမျိုးသောအသွားအလာများ (basal plane dislocations (BPDs)၊ threading screw dislocations (TSDs)၊ threading edge dislocations (TEDs))) သည် နောက်ဆက်တွဲ epitaxy နှင့် device performance ကို အကျိုးသက်ရောက်စေသည်။

(၃) ညစ်ညမ်းမှုထိန်းချုပ်ရေး- တိကျသောဆေးမှုန့်ပရိုဖိုင်များရရှိရန် ပြင်ပအညစ်အကြေးများကို စေ့စေ့စပ်စပ်ထိန်းချုပ်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ မရည်ရွယ်ဘဲ ညစ်ညမ်းမှုမှန်သမျှသည် နောက်ဆုံးပုံဆောင်ခဲ၏ လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများကို သိသိသာသာ ပြောင်းလဲစေနိုင်သည်။

(၄) ကြီးထွားမှုနှုန်း နှေးကွေးခြင်း- SiC ပုံဆောင်ခဲ ကြီးထွားမှုသည် ဆီလီကွန်နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက မူလအားဖြင့် နှေးကွေးသည်။ ဆီလီကွန် ပေါက်ကို 3 ရက်အတွင်း စိုက်ပျိုးနိုင်သော်လည်း SiC သည် 7 ရက် သို့မဟုတ် ထို့ထက်ပို၍ လိုအပ်ပြီး ထုတ်လုပ်မှု ထိရောက်မှုနှင့် ထုတ်လုပ်မှုကို သိသိသာသာ သက်ရောက်မှုရှိသည်။

Epitaxial ကြီးထွားမှုစိန်ခေါ်မှုများ-

SiC epitaxial ကြီးထွားမှု၊ ကိရိယာဖွဲ့စည်းပုံတည်ဆောက်မှုအတွက် အရေးပါသော၊ လုပ်ငန်းစဉ်ဘောင်များကို ပိုမိုတင်းကျပ်စွာ ထိန်းချုပ်ရန် တောင်းဆိုသည်-

မြင့်မားသောတိကျမှုထိန်းချုပ်မှု-Chamber hermeticity၊ ဖိအားတည်ငြိမ်မှု၊ တိကျသောဓာတ်ငွေ့ပေးပို့ချိန်နှင့်ဖွဲ့စည်းမှု၊ နှင့်တင်းကျပ်သောအပူချိန်ထိန်းချုပ်မှုသည်အလိုရှိသော epitaxial အလွှာဂုဏ်သတ္တိများရရှိရန်အရေးကြီးပါသည်။ စက်ပစ္စည်းဗို့အား လိုအပ်ချက်များ တိုးလာခြင်းဖြင့် ဤတောင်းဆိုချက်များသည် ပိုမိုတင်းကြပ်လာသည်။

တူညီမှုနှင့် ချွတ်ယွင်းသိပ်သည်းမှု-ပိုထူသော epitaxial အလွှာများတွင် တစ်ပုံစံတည်း ခံနိုင်ရည်ရှိမှုနှင့် ချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းဆကို ထိန်းသိမ်းခြင်းသည် သိသာထင်ရှားသော စိန်ခေါ်မှုတစ်ရပ်ဖြစ်သည်။

အဆင့်မြင့်ထိန်းချုပ်မှုစနစ်များ-တိကျပြီး တည်ငြိမ်သော ကန့်သတ်ဘောင်စည်းမျဥ်းအတွက် အရေးကြီးသော တိကျသောအာရုံခံကိရိယာများနှင့် လှုံ့ဆော်ကိရိယာများပါရှိသော ခေတ်မီဆန်းပြားသော အီလက်ထရွန်းနစ်ထိန်းချုပ်မှုစနစ်များ။ လုပ်ငန်းစဉ်တုံ့ပြန်ချက်အပေါ် အခြေခံ၍ အချိန်နှင့်တပြေးညီ ချိန်ညှိနိုင်သည့် အဆင့်မြင့်ထိန်းချုပ်မှု အယ်လဂိုရီသမ်များသည် SiC epitaxial ကြီးထွားမှု၏ရှုပ်ထွေးမှုများကို လမ်းညွှန်ရန်အတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်ပါသည်။

အဆိုပါနည်းပညာဆိုင်ရာအခက်အခဲများကိုကျော်လွှားရန် SiC နည်းပညာ၏အပြည့်အဝအလားအလာကိုသော့ဖွင့်ရန်အတွက်မရှိမဖြစ်လိုအပ်သည်။ မီးဖိုဒီဇိုင်း၊ လုပ်ငန်းစဉ်ထိန်းချုပ်မှုနှင့် စက်ရုံတွင်းစောင့်ကြည့်ရေးနည်းပညာများတွင် ဆက်လက်တိုးတက်မှုများသည် စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများတွင် ကျယ်ပြန့်စွာလက်ခံကျင့်သုံးမှုကို မောင်းနှင်ရန်အတွက် အရေးကြီးပါသည်။**