సిలికాన్ సింగిల్ క్రిస్టల్ తయారీకి ప్రధాన పద్ధతులు: భౌతిక ఆవిరి రవాణా (PVT), టాప్-సీడెడ్ సొల్యూషన్ గ్రోత్ (TSSG), మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (HT-CVD). వీటిలో, PVT పద్ధతి దాని సరళమైన పరికరాలు, నియంత్రణ సౌలభ్యం మరియు తక్కువ పరికరాలు మరియు కార్యాచరణ ఖర్చుల కారణంగా పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో విస్తృతంగా స్వీకరించబడింది.
సిలికాన్ కార్బైడ్ స్ఫటికాల PVT వృద్ధికి కీలకమైన సాంకేతిక అంశాలు
భౌతిక ఆవిరి రవాణా (PVT) పద్ధతిని ఉపయోగించి సిలికాన్ కార్బైడ్ స్ఫటికాలను పెంచేటప్పుడు, ఈ క్రింది సాంకేతిక అంశాలను పరిగణించాలి:
- గ్రోత్ చాంబర్‌లో గ్రాఫైట్ పదార్థాల స్వచ్ఛత: గ్రాఫైట్ భాగాలలో మలినం కంటెంట్ 5×10⁻⁶ కంటే తక్కువగా ఉండాలి, అయితే ఇన్సులేషన్ ఫెల్ట్‌లో మలినం కంటెంట్ 10×10⁻⁶ కంటే తక్కువగా ఉండాలి. B మరియు Al వంటి మూలకాలను 0.1×10⁻⁶ కంటే తక్కువగా ఉంచాలి.
- సరైన విత్తన స్ఫటిక ధ్రువణత ఎంపిక: అనుభావిక అధ్యయనాలు C (0001) ముఖం 4H-SiC స్ఫటికాలను పెంచడానికి అనుకూలంగా ఉంటుందని, Si (0001) ముఖం 6H-SiC స్ఫటికాలను పెంచడానికి ఉపయోగించబడుతుందని చూపిస్తున్నాయి.
- ఆఫ్-యాక్సిస్ సీడ్ క్రిస్టల్స్ వాడకం: ఆఫ్-యాక్సిస్ సీడ్ క్రిస్టల్స్ క్రిస్టల్ పెరుగుదల యొక్క సమరూపతను మార్చగలవు, క్రిస్టల్‌లోని లోపాలను తగ్గిస్తాయి.
- అధిక-నాణ్యత విత్తన స్ఫటిక బంధన ప్రక్రియ.
- గ్రోత్ సైకిల్ సమయంలో క్రిస్టల్ గ్రోత్ ఇంటర్‌ఫేస్ యొక్క స్థిరత్వాన్ని నిర్వహించడం.
సిలికాన్ కార్బైడ్ క్రిస్టల్ వృద్ధికి కీలక సాంకేతికతలు
- సిలికాన్ కార్బైడ్ పౌడర్ కోసం డోపింగ్ టెక్నాలజీ
సిలికాన్ కార్బైడ్ పౌడర్‌ను తగిన మొత్తంలో Ce తో డోపింగ్ చేయడం వలన 4H-SiC సింగిల్ క్రిస్టల్‌ల పెరుగుదలను స్థిరీకరించవచ్చు. ఆచరణాత్మక ఫలితాలు Ce డోపింగ్ చేయగలవని చూపిస్తున్నాయి:
- సిలికాన్ కార్బైడ్ స్ఫటికాల వృద్ధి రేటును పెంచండి.
- స్ఫటిక పెరుగుదల యొక్క విన్యాసాన్ని నియంత్రించండి, దానిని మరింత ఏకరీతిగా మరియు క్రమంగా చేయండి.
- కల్మషాలు ఏర్పడటాన్ని అణిచివేస్తుంది, లోపాలను తగ్గిస్తుంది మరియు సింగిల్-క్రిస్టల్ మరియు అధిక-నాణ్యత స్ఫటికాల ఉత్పత్తిని సులభతరం చేస్తుంది.
- క్రిస్టల్ యొక్క వెనుక వైపు తుప్పును నిరోధించి, ఏక-స్ఫటిక దిగుబడిని మెరుగుపరుస్తుంది.
- అక్షసంబంధ మరియు రేడియల్ ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత నియంత్రణ సాంకేతికత
అక్షసంబంధ ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత ప్రధానంగా స్ఫటిక పెరుగుదల రకం మరియు సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. అతి తక్కువ ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత పాలీక్రిస్టలైన్ ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది మరియు వృద్ధి రేటును తగ్గిస్తుంది. సరైన అక్షసంబంధ మరియు రేడియల్ ఉష్ణోగ్రత ప్రవణతలు స్థిరమైన స్ఫటిక నాణ్యతను కొనసాగిస్తూ వేగవంతమైన SiC స్ఫటిక పెరుగుదలను సులభతరం చేస్తాయి. - బేసల్ ప్లేన్ డిస్లోకేషన్ (BPD) కంట్రోల్ టెక్నాలజీ
క్రిస్టల్‌లోని షీర్ ఒత్తిడి SiC యొక్క క్లిష్టమైన షీర్ ఒత్తిడిని మించి, స్లిప్ వ్యవస్థలను సక్రియం చేసినప్పుడు BPD లోపాలు ప్రధానంగా తలెత్తుతాయి. BPDలు క్రిస్టల్ పెరుగుదల దిశకు లంబంగా ఉంటాయి కాబట్టి, అవి ప్రధానంగా క్రిస్టల్ పెరుగుదల మరియు శీతలీకరణ సమయంలో ఏర్పడతాయి. - ఆవిరి దశ కూర్పు నిష్పత్తి సర్దుబాటు సాంకేతికత
వృద్ధి వాతావరణంలో కార్బన్-టు-సిలికాన్ నిష్పత్తిని పెంచడం అనేది సింగిల్-క్రిస్టల్ పెరుగుదలను స్థిరీకరించడానికి ఒక ప్రభావవంతమైన చర్య. అధిక కార్బన్-టు-సిలికాన్ నిష్పత్తి పెద్ద స్టెప్ బంచింగ్‌ను తగ్గిస్తుంది, సీడ్ క్రిస్టల్ ఉపరితల పెరుగుదల సమాచారాన్ని సంరక్షిస్తుంది మరియు పాలిటైప్ ఏర్పడటాన్ని అణిచివేస్తుంది. - తక్కువ ఒత్తిడి నియంత్రణ సాంకేతికత
స్ఫటిక పెరుగుదల సమయంలో ఒత్తిడి స్ఫటిక తలాలు వంగడానికి కారణమవుతుంది, దీని వలన స్ఫటిక నాణ్యత తక్కువగా ఉంటుంది లేదా పగుళ్లు ఏర్పడతాయి. అధిక ఒత్తిడి కూడా బేసల్ ప్లేన్ డిస్‌లోకేషన్‌లను పెంచుతుంది, ఇది ఎపిటాక్సియల్ పొర నాణ్యత మరియు పరికర పనితీరును ప్రతికూలంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.
6-అంగుళాల SiC వేఫర్ స్కానింగ్ చిత్రం
స్ఫటికాలలో ఒత్తిడిని తగ్గించే పద్ధతులు:
- SiC సింగిల్ క్రిస్టల్స్ యొక్క దాదాపు సమతౌల్య పెరుగుదలను ప్రారంభించడానికి ఉష్ణోగ్రత క్షేత్ర పంపిణీ మరియు ప్రక్రియ పారామితులను సర్దుబాటు చేయండి.
- కనీస పరిమితులతో ఉచిత క్రిస్టల్ పెరుగుదలను అనుమతించడానికి క్రూసిబుల్ నిర్మాణాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయండి.
- సీడ్ క్రిస్టల్ మరియు గ్రాఫైట్ హోల్డర్ మధ్య ఉష్ణ విస్తరణ అసమతుల్యతను తగ్గించడానికి సీడ్ క్రిస్టల్ స్థిరీకరణ పద్ధతులను సవరించండి. సీడ్ క్రిస్టల్ మరియు గ్రాఫైట్ హోల్డర్ మధ్య 2 మి.మీ. అంతరం ఉంచడం ఒక సాధారణ విధానం.
- ఇన్-సిటు ఫర్నేస్ ఎనియలింగ్‌ను అమలు చేయడం ద్వారా ఎనియలింగ్ ప్రక్రియలను మెరుగుపరచండి, అంతర్గత ఒత్తిడిని పూర్తిగా విడుదల చేయడానికి ఎనియలింగ్ ఉష్ణోగ్రత మరియు వ్యవధిని సర్దుబాటు చేయండి.
సిలికాన్ కార్బైడ్ క్రిస్టల్ గ్రోత్ టెక్నాలజీలో భవిష్యత్తు ధోరణులు
భవిష్యత్తులో, అధిక-నాణ్యత గల SiC సింగిల్ క్రిస్టల్ తయారీ సాంకేతికత ఈ క్రింది దిశలలో అభివృద్ధి చెందుతుంది:
- భారీ-స్థాయి వృద్ధి
సిలికాన్ కార్బైడ్ సింగిల్ స్ఫటికాల వ్యాసం కొన్ని మిల్లీమీటర్ల నుండి 6-అంగుళాలు, 8-అంగుళాలు మరియు ఇంకా పెద్ద 12-అంగుళాల పరిమాణాలకు పరిణామం చెందింది. పెద్ద-వ్యాసం కలిగిన SiC స్ఫటికాలు ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి, ఖర్చులను తగ్గిస్తాయి మరియు అధిక-శక్తి పరికరాల డిమాండ్లను తీరుస్తాయి. - అధిక-నాణ్యత వృద్ధి
అధిక-పనితీరు గల పరికరాలకు అధిక-నాణ్యత గల SiC సింగిల్ స్ఫటికాలు అవసరం. గణనీయమైన పురోగతి సాధించినప్పటికీ, మైక్రోపైప్‌లు, డిస్‌లోకేషన్‌లు మరియు మలినాలు వంటి లోపాలు ఇప్పటికీ ఉన్నాయి, ఇవి పరికర పనితీరు మరియు విశ్వసనీయతను ప్రభావితం చేస్తాయి. - ఖర్చు తగ్గింపు
SiC క్రిస్టల్ తయారీకి అధిక ధర ఉండటం వల్ల కొన్ని రంగాలలో దాని అప్లికేషన్ పరిమితం అవుతుంది. వృద్ధి ప్రక్రియలను ఆప్టిమైజ్ చేయడం, ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడం మరియు ముడి పదార్థాల ఖర్చులను తగ్గించడం వల్ల ఉత్పత్తి ఖర్చులు తగ్గుతాయి. - తెలివైన వృద్ధి
AI మరియు బిగ్ డేటాలో పురోగతితో, SiC క్రిస్టల్ గ్రోత్ టెక్నాలజీ తెలివైన పరిష్కారాలను ఎక్కువగా స్వీకరిస్తుంది. సెన్సార్లు మరియు ఆటోమేటెడ్ సిస్టమ్‌లను ఉపయోగించి రియల్-టైమ్ పర్యవేక్షణ మరియు నియంత్రణ ప్రక్రియ స్థిరత్వం మరియు నియంత్రణను మెరుగుపరుస్తుంది. అదనంగా, బిగ్ డేటా అనలిటిక్స్ వృద్ధి పారామితులను ఆప్టిమైజ్ చేయగలవు, క్రిస్టల్ నాణ్యత మరియు ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి.
సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్ పరిశోధనలో అధిక-నాణ్యత సిలికాన్ కార్బైడ్ సింగిల్ క్రిస్టల్ తయారీ సాంకేతికత కీలకమైన అంశం. సాంకేతికత అభివృద్ధి చెందుతున్న కొద్దీ, SiC క్రిస్టల్ పెరుగుదల పద్ధతులు అభివృద్ధి చెందుతూనే ఉంటాయి, అధిక-ఉష్ణోగ్రత, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు అధిక-శక్తి క్షేత్రాలలో అనువర్తనాలకు బలమైన పునాదిని అందిస్తాయి.
పోస్ట్ సమయం: జూలై-25-2025