உயர்தர சிலிக்கான் கார்பைடு ஒற்றை படிக தயாரிப்புக்கான முக்கிய பரிசீலனைகள்

சிலிக்கான் ஒற்றை படிக தயாரிப்புக்கான முக்கிய முறைகள் பின்வருமாறு: இயற்பியல் நீராவி போக்குவரத்து (PVT), மேல்-விதை கரைசல் வளர்ச்சி (TSSG), மற்றும் உயர்-வெப்பநிலை வேதியியல் நீராவி படிவு (HT-CVD). இவற்றில், PVT முறை அதன் எளிய உபகரணங்கள், கட்டுப்பாட்டின் எளிமை மற்றும் குறைந்த உபகரணங்கள் மற்றும் செயல்பாட்டு செலவுகள் காரணமாக தொழில்துறை உற்பத்தியில் பரவலாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது.

சிலிக்கான் கார்பைடு படிகங்களின் PVT வளர்ச்சிக்கான முக்கிய தொழில்நுட்ப புள்ளிகள்

இயற்பியல் நீராவி போக்குவரத்து (PVT) முறையைப் பயன்படுத்தி சிலிக்கான் கார்பைடு படிகங்களை வளர்க்கும்போது, பின்வரும் தொழில்நுட்ப அம்சங்களைக் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்:

1. வளர்ச்சி அறையில் கிராஃபைட் பொருட்களின் தூய்மை: கிராஃபைட் கூறுகளில் உள்ள அசுத்த உள்ளடக்கம் 5×10⁻⁶ க்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும், அதே நேரத்தில் காப்புப் பொருளில் உள்ள அசுத்த உள்ளடக்கம் 10×10⁻⁶ க்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும். B மற்றும் Al போன்ற தனிமங்கள் 0.1×10⁻⁶ க்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும்.
2. சரியான விதை படிக துருவமுனைப்பு தேர்வு: அனுபவ ஆய்வுகள் C (0001) முகம் 4H-SiC படிகங்களை வளர்ப்பதற்கு ஏற்றது என்பதைக் காட்டுகின்றன, அதே நேரத்தில் Si (0001) முகம் 6H-SiC படிகங்களை வளர்ப்பதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
3. அச்சுக்கு வெளியே உள்ள விதை படிகங்களின் பயன்பாடு: அச்சுக்கு வெளியே உள்ள விதை படிகங்கள் படிக வளர்ச்சியின் சமச்சீர்மையை மாற்றி, படிகத்தில் உள்ள குறைபாடுகளைக் குறைக்கும்.
4. உயர்தர விதை படிக பிணைப்பு செயல்முறை.
5. வளர்ச்சி சுழற்சியின் போது படிக வளர்ச்சி இடைமுகத்தின் நிலைத்தன்மையைப் பராமரித்தல்.

சிலிக்கான் கார்பைடு படிக வளர்ச்சிக்கான முக்கிய தொழில்நுட்பங்கள்

1. சிலிக்கான் கார்பைடு பவுடருக்கான ஊக்கமருந்து தொழில்நுட்பம்
   சிலிக்கான் கார்பைடு பொடியை பொருத்தமான அளவு Ce உடன் கலப்பதன் மூலம் 4H-SiC ஒற்றை படிகங்களின் வளர்ச்சியை உறுதிப்படுத்த முடியும். நடைமுறை முடிவுகள் Ce கலப்பதன் மூலம்:

• சிலிக்கான் கார்பைடு படிகங்களின் வளர்ச்சி விகிதத்தை அதிகரிக்கவும்.
• படிக வளர்ச்சியின் நோக்குநிலையைக் கட்டுப்படுத்தி, அதை மேலும் சீரானதாகவும், வழக்கமானதாகவும் மாற்றவும்.
• மாசு உருவாவதை அடக்கி, குறைபாடுகளைக் குறைத்து, ஒற்றை-படிக மற்றும் உயர்தர படிகங்களின் உற்பத்தியை எளிதாக்குகிறது.
• படிகத்தின் பின்புற அரிப்பைத் தடுத்து ஒற்றை-படிக விளைச்சலை மேம்படுத்துகிறது.

• அச்சு மற்றும் ஆர வெப்பநிலை சாய்வு கட்டுப்பாட்டு தொழில்நுட்பம்
  அச்சு வெப்பநிலை சாய்வு முதன்மையாக படிக வளர்ச்சி வகை மற்றும் செயல்திறனை பாதிக்கிறது. அதிகப்படியான சிறிய வெப்பநிலை சாய்வு பாலிகிரிஸ்டலின் உருவாக்கத்திற்கு வழிவகுக்கும் மற்றும் வளர்ச்சி விகிதங்களைக் குறைக்கும். சரியான அச்சு மற்றும் ரேடியல் வெப்பநிலை சாய்வுகள் நிலையான படிக தரத்தை பராமரிக்கும் அதே வேளையில் விரைவான SiC படிக வளர்ச்சியை எளிதாக்குகின்றன.
• அடிப்படைத் தள இடப்பெயர்வு (BPD) கட்டுப்பாட்டு தொழில்நுட்பம்
  படிகத்தில் உள்ள வெட்டு அழுத்தம் SiC இன் முக்கியமான வெட்டு அழுத்தத்தை மீறும் போது, சறுக்கு அமைப்புகளை செயல்படுத்தும் போது BPD குறைபாடுகள் முக்கியமாக எழுகின்றன. BPDகள் படிக வளர்ச்சி திசைக்கு செங்குத்தாக இருப்பதால், அவை முதன்மையாக படிக வளர்ச்சி மற்றும் குளிர்விக்கும் போது உருவாகின்றன.
• நீராவி கட்ட கலவை விகித சரிசெய்தல் தொழில்நுட்பம்
  வளர்ச்சி சூழலில் கார்பன்-க்கு-சிலிக்கான் விகிதத்தை அதிகரிப்பது ஒற்றை-படிக வளர்ச்சியை நிலைப்படுத்த ஒரு பயனுள்ள நடவடிக்கையாகும். அதிக கார்பன்-க்கு-சிலிக்கான் விகிதம் பெரிய படி கொத்துக்களைக் குறைக்கிறது, விதை படிக மேற்பரப்பு வளர்ச்சித் தகவலைப் பாதுகாக்கிறது மற்றும் பாலிடைப் உருவாவதை அடக்குகிறது.
• குறைந்த அழுத்தக் கட்டுப்பாட்டு தொழில்நுட்பம்
  படிக வளர்ச்சியின் போது ஏற்படும் அழுத்தம் படிகத் தளங்களை வளைத்து, படிகத் தரம் குறைவாகவோ அல்லது விரிசல் ஏற்படவோ கூட வழிவகுக்கும். அதிக அழுத்தம் அடித்தளத் தள இடப்பெயர்வுகளையும் அதிகரிக்கிறது, இது எபிடாக்சியல் அடுக்கின் தரம் மற்றும் சாதன செயல்திறனை மோசமாக பாதிக்கும்.

6-அங்குல SiC வேஃபர் ஸ்கேனிங் படம்

படிகங்களில் அழுத்தத்தைக் குறைப்பதற்கான முறைகள்:

• SiC ஒற்றை படிகங்களின் சமநிலை வளர்ச்சியை செயல்படுத்த வெப்பநிலை புல விநியோகம் மற்றும் செயல்முறை அளவுருக்களை சரிசெய்யவும்.
• குறைந்தபட்ச கட்டுப்பாடுகளுடன் இலவச படிக வளர்ச்சியை அனுமதிக்க சிலுவை அமைப்பை மேம்படுத்தவும்.
• விதை படிகத்திற்கும் கிராஃபைட் வைத்திருப்பவருக்கும் இடையிலான வெப்ப விரிவாக்க பொருத்தமின்மையைக் குறைக்க விதை படிக நிலைப்படுத்தல் நுட்பங்களை மாற்றியமைத்தல். விதை படிகத்திற்கும் கிராஃபைட் வைத்திருப்பவருக்கும் இடையில் 2 மிமீ இடைவெளி விடுவது ஒரு பொதுவான அணுகுமுறையாகும்.
• உள்-உலை உலை அனீலிங்கை செயல்படுத்துவதன் மூலம் அனீலிங் செயல்முறைகளை மேம்படுத்துதல், உள் அழுத்தத்தை முழுமையாக வெளியிட அனீலிங் வெப்பநிலை மற்றும் கால அளவை சரிசெய்தல்.

சிலிக்கான் கார்பைடு படிக வளர்ச்சி தொழில்நுட்பத்தில் எதிர்கால போக்குகள்

எதிர்காலத்தில், உயர்தர SiC ஒற்றை படிக தயாரிப்பு தொழில்நுட்பம் பின்வரும் திசைகளில் வளரும்:

1. பெரிய அளவிலான வளர்ச்சி
   சிலிக்கான் கார்பைடு ஒற்றை படிகங்களின் விட்டம் சில மில்லிமீட்டர்களிலிருந்து 6-இன்ச், 8-இன்ச் மற்றும் இன்னும் பெரிய 12-இன்ச் அளவுகளாக உருவாகியுள்ளது. பெரிய விட்டம் கொண்ட SiC படிகங்கள் உற்பத்தி திறனை மேம்படுத்துகின்றன, செலவுகளைக் குறைக்கின்றன மற்றும் உயர் சக்தி சாதனங்களின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்கின்றன.
2. உயர்தர வளர்ச்சி
   உயர் செயல்திறன் கொண்ட சாதனங்களுக்கு உயர்தர SiC ஒற்றை படிகங்கள் அவசியம். குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றம் ஏற்பட்டிருந்தாலும், மைக்ரோபைப்புகள், இடப்பெயர்வுகள் மற்றும் அசுத்தங்கள் போன்ற குறைபாடுகள் இன்னும் உள்ளன, இது சாதன செயல்திறன் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை பாதிக்கிறது.
3. செலவு குறைப்பு
   SiC படிக தயாரிப்பின் அதிக விலை சில துறைகளில் அதன் பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. வளர்ச்சி செயல்முறைகளை மேம்படுத்துதல், உற்பத்தி செயல்திறனை மேம்படுத்துதல் மற்றும் மூலப்பொருள் செலவுகளைக் குறைத்தல் ஆகியவை உற்பத்திச் செலவுகளைக் குறைக்க உதவும்.
4. அறிவார்ந்த வளர்ச்சி
   AI மற்றும் பெரிய தரவுகளில் ஏற்பட்டுள்ள முன்னேற்றங்களுடன், SiC படிக வளர்ச்சி தொழில்நுட்பம் பெருகிய முறையில் அறிவார்ந்த தீர்வுகளை ஏற்றுக்கொள்ளும். சென்சார்கள் மற்றும் தானியங்கி அமைப்புகளைப் பயன்படுத்தி நிகழ்நேர கண்காணிப்பு மற்றும் கட்டுப்பாடு செயல்முறை நிலைத்தன்மை மற்றும் கட்டுப்பாட்டுத்தன்மையை மேம்படுத்தும். கூடுதலாக, பெரிய தரவு பகுப்பாய்வு வளர்ச்சி அளவுருக்களை மேம்படுத்தலாம், படிக தரம் மற்றும் உற்பத்தி செயல்திறனை மேம்படுத்தலாம்.

உயர்தர சிலிக்கான் கார்பைடு ஒற்றை படிக தயாரிப்பு தொழில்நுட்பம் குறைக்கடத்தி பொருள் ஆராய்ச்சியில் ஒரு முக்கிய மையமாகும். தொழில்நுட்பம் முன்னேறும்போது, SiC படிக வளர்ச்சி நுட்பங்கள் தொடர்ந்து உருவாகி, உயர் வெப்பநிலை, உயர் அதிர்வெண் மற்றும் உயர் சக்தி புலங்களில் பயன்பாடுகளுக்கு உறுதியான அடித்தளத்தை வழங்கும்.