ការពិចារណាសំខាន់ៗសម្រាប់ការរៀបចំគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនកាបូនដែលមានគុណភាពខ្ពស់

វិធីសាស្រ្តសំខាន់ៗសម្រាប់ការរៀបចំគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុន រួមមានៈ ការដឹកជញ្ជូនចំហាយរូបវិទ្យា (PVT) ដំណុះដំណើការនៃដំណោះស្រាយគ្រាប់ពូជកំពូល (TSSG) និងការបញ្ចេញចំហាយគីមីសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (HT-CVD) ។ ក្នុងចំណោមវិធីទាំងនេះ វិធីសាស្ត្រ PVT ត្រូវបានអនុម័តយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងផលិតកម្មឧស្សាហកម្ម ដោយសារឧបករណ៍សាមញ្ញ ភាពងាយស្រួលនៃការគ្រប់គ្រង និងឧបករណ៍ទាប និងតម្លៃប្រតិបត្តិការ។

ចំណុចបច្ចេកទេសសំខាន់ៗសម្រាប់ការលូតលាស់ PVT នៃគ្រីស្តាល់ Silicon Carbide

នៅពេលរីកលូតលាស់គ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនកាបូនដោយប្រើវិធីសាស្ត្រដឹកជញ្ជូនចំហាយរូបវិទ្យា (PVT) ទិដ្ឋភាពបច្ចេកទេសខាងក្រោមត្រូវតែយកមកពិចារណា៖

1. ភាពបរិសុទ្ធនៃវត្ថុធាតុក្រាហ្វិតនៅក្នុងអង្គជំនុំជម្រះលូតលាស់៖ មាតិកាមិនបរិសុទ្ធនៅក្នុងសមាសធាតុក្រាហ្វិចត្រូវតែនៅក្រោម 5 × 10⁻⁶ ខណៈពេលដែលមាតិកាមិនបរិសុទ្ធនៅក្នុងអ៊ីសូឡង់ត្រូវមាននៅក្រោម 10 × 10 ⁻⁶។ ធាតុដូចជា B និង Al គួរតែរក្សាទុកនៅខាងក្រោម 0.1×10⁻⁶។
2. ការជ្រើសរើសគ្រាប់ពូជគ្រីស្តាល់ត្រឹមត្រូវ៖ ការសិក្សាជាក់ស្តែងបង្ហាញថាមុខ C (0001) គឺសមរម្យសម្រាប់ការរីកលូតលាស់គ្រីស្តាល់ 4H-SiC ខណៈដែលមុខ Si (0001) ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការរីកលូតលាស់គ្រីស្តាល់ 6H-SiC ។
3. ការប្រើប្រាស់គ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជ Off-Axis៖ គ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជ Off-axis អាចផ្លាស់ប្តូរស៊ីមេទ្រីនៃការលូតលាស់របស់គ្រីស្តាល់ ដោយកាត់បន្ថយភាពខ្វះខាតនៅក្នុងគ្រីស្តាល់។
4. ដំណើរការភ្ជាប់គ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជគុណភាពខ្ពស់។
5. ការរក្សាស្ថេរភាពនៃចំណុចប្រទាក់កំណើនគ្រីស្តាល់ក្នុងអំឡុងពេលវដ្តលូតលាស់។

បច្ចេកវិទ្យាសំខាន់ៗសម្រាប់ការលូតលាស់របស់ Silicon Carbide Crystal

1. បច្ចេកវិទ្យា Doping សម្រាប់ម្សៅ Silicon Carbide
   ការចាក់ម្សៅស៊ីលីកុនកាបូនជាមួយនឹងបរិមាណសមស្របនៃ Ce អាចធ្វើឱ្យមានស្ថេរភាពនៃការលូតលាស់នៃគ្រីស្តាល់តែមួយ 4H-SiC ។ លទ្ធផលជាក់ស្តែងបង្ហាញថា Ce doping អាច៖

• បង្កើនអត្រាកំណើននៃគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនកាបូន។
• គ្រប់គ្រងការតំរង់ទិសនៃការលូតលាស់របស់គ្រីស្តាល់ ធ្វើឱ្យវាកាន់តែឯកសណ្ឋាន និងទៀងទាត់។
• ទប់ស្កាត់ការបង្កើតភាពមិនបរិសុទ្ធ កាត់បន្ថយពិការភាព និងសម្រួលដល់ការផលិតគ្រីស្តាល់តែមួយ និងគុណភាពខ្ពស់។
• រារាំងការ corrosion នៅខាងក្រោយនៃគ្រីស្តាល់ និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវទិន្នផលគ្រីស្តាល់តែមួយ។

• បច្ចេកវិទ្យាគ្រប់គ្រងជម្រាលសីតុណ្ហភាពតាមអ័ក្ស និងរ៉ាដ្យូម
  ជម្រាលសីតុណ្ហភាពអ័ក្សប៉ះពាល់ជាចម្បងទៅលើប្រភេទ និងប្រសិទ្ធភាពនៃការលូតលាស់របស់គ្រីស្តាល់។ ជម្រាលសីតុណ្ហភាពតូចពេកអាចនាំឱ្យមានការបង្កើត polycrystalline និងកាត់បន្ថយអត្រាកំណើន។ ជម្រាលសីតុណ្ហភាពអ័ក្ស និងរ៉ាឌីកាល់ត្រឹមត្រូវ ជួយសម្រួលដល់ការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ SiC យ៉ាងឆាប់រហ័ស ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវគុណភាពគ្រីស្តាល់មានស្ថេរភាព។
• បច្ចេកវិទ្យាគ្រប់គ្រងការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់យន្តហោះ Basal (BPD)
  ពិការភាព BPD កើតឡើងជាចម្បងនៅពេលដែលភាពតានតឹងកាត់នៅក្នុងគ្រីស្តាល់លើសពីភាពតានតឹងផ្នែកសំខាន់នៃ SiC ដែលធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធរអិលសកម្ម។ ដោយសារ BPDs កាត់កែងទៅនឹងទិសដៅនៃការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ ពួកវាបង្កើតជាចម្បងកំឡុងពេលលូតលាស់គ្រីស្តាល់ និងត្រជាក់។
• បច្ចេកវិទ្យាកែតម្រូវសមាមាត្រនៃដំណាក់កាលចំហាយ
  ការបង្កើនសមាមាត្រកាបូនទៅស៊ីលីកុននៅក្នុងបរិយាកាសលូតលាស់គឺជាវិធានការដ៏មានប្រសិទ្ធភាពមួយដើម្បីរក្សាស្ថិរភាពកំណើនគ្រីស្តាល់តែមួយ។ សមាមាត្រកាបូនទៅស៊ីលីកុនខ្ពស់កាត់បន្ថយការបណ្តុំជំហានធំ រក្សាព័ត៌មានការលូតលាស់នៃផ្ទៃគ្រីស្តាល់ និងទប់ស្កាត់ការបង្កើតពហុប្រភេទ។
• បច្ចេកវិទ្យាគ្រប់គ្រងភាពតានតឹងទាប
  ភាពតានតឹងអំឡុងពេលលូតលាស់របស់គ្រីស្តាល់អាចបណ្តាលឱ្យកោងនៃប្លង់គ្រីស្តាល់ ដែលនាំឱ្យគុណភាពគ្រីស្តាល់ខ្សោយ ឬសូម្បីតែការប្រេះ។ ភាពតានតឹងខ្ពស់ក៏បង្កើនការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់យន្តហោះ basal ដែលអាចប៉ះពាល់យ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរដល់គុណភាពស្រទាប់ epitaxial និងដំណើរការឧបករណ៍។

រូបភាពស្កែន SiC wafer ទំហំ 6 អ៊ីញ

វិធីសាស្រ្តកាត់បន្ថយភាពតានតឹងក្នុងគ្រីស្តាល់៖

• កែតម្រូវការចែកចាយវាលសីតុណ្ហភាព និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការ ដើម្បីឱ្យការលូតលាស់ជិតលំនឹងនៃគ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ។
• បង្កើនប្រសិទ្ធភាពរចនាសម្ព័ន្ធ crucible ដើម្បីអនុញ្ញាតឱ្យមានការរីកលូតលាស់គ្រីស្តាល់ដោយឥតគិតថ្លៃជាមួយនឹងកម្រិតតិចតួចបំផុត។
• កែប្រែបច្ចេកទេសជួសជុលគ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជ ដើម្បីកាត់បន្ថយភាពមិនស៊ីគ្នានៃការពង្រីកកំដៅរវាងគ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជ និងក្រាហ្វិច។ វិធីសាស្រ្តទូទៅមួយគឺត្រូវទុកគម្លាត 2 ម.ម រវាងគ្រាប់គ្រីស្តាល់ និងអ្នកកាន់ក្រាហ្វិត។
• កែលម្អដំណើរការ annealing ដោយអនុវត្ត in-situ furnace annealing លៃតម្រូវសីតុណ្ហភាព annealing និងរយៈពេលដើម្បីបញ្ចេញភាពតានតឹងខាងក្នុងពេញលេញ។

និន្នាការនាពេលអនាគតនៅក្នុងបច្ចេកវិទ្យា Silicon Carbide Crystal Growth

សម្លឹងទៅមុខ បច្ចេកវិទ្យារៀបចំគ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ដែលមានគុណភាពខ្ពស់នឹងអភិវឌ្ឍតាមទិសដៅដូចខាងក្រោម៖

1. ការលូតលាស់ខ្នាតធំ
   អង្កត់ផ្ចិតនៃគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនកាបូនឌីអុកស៊ីតបានវិវត្តន៍ពីពីរបីមីលីម៉ែត្រទៅទំហំ 6 អ៊ីញ 8 អ៊ីញ និងសូម្បីតែទំហំ 12 អ៊ីញធំជាង។ គ្រីស្តាល់ SiC ដែលមានអង្កត់ផ្ចិតធំ បង្កើនប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្ម កាត់បន្ថយការចំណាយ និងបំពេញតម្រូវការឧបករណ៍ថាមពលខ្ពស់។
2. កំណើនគុណភាពខ្ពស់
   គ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ដែលមានគុណភាពខ្ពស់គឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ឧបករណ៍ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។ ទោះបីជាមានការរីកចម្រើនគួរឱ្យកត់សម្គាល់ក៏ដោយ ពិការភាពដូចជាមីក្រូបំពង់ ការផ្លាស់ទីលំនៅ និងភាពមិនបរិសុទ្ធនៅតែមាន ដែលប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការឧបករណ៍ និងភាពជឿជាក់។
3. ការកាត់បន្ថយថ្លៃដើម
   ការចំណាយខ្ពស់នៃការរៀបចំគ្រីស្តាល់ SiC កំណត់កម្មវិធីរបស់វាក្នុងវិស័យជាក់លាក់។ ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពដំណើរការលូតលាស់ ការកែលម្អប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្ម និងការកាត់បន្ថយថ្លៃដើមអាចជួយបន្ថយការចំណាយផលិតកម្ម។
4. ការលូតលាស់ឆ្លាតវៃ
   ជាមួយនឹងភាពជឿនលឿននៃ AI និងទិន្នន័យធំ បច្ចេកវិទ្យាកំណើនគ្រីស្តាល់ SiC នឹងកាន់តែទទួលយកដំណោះស្រាយដ៏ឆ្លាតវៃ។ ការត្រួតពិនិត្យ និងត្រួតពិនិត្យតាមពេលវេលាជាក់ស្តែងដោយប្រើឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងប្រព័ន្ធស្វ័យប្រវត្តិនឹងជួយបង្កើនស្ថេរភាពដំណើរការ និងការគ្រប់គ្រង។ លើសពីនេះទៀត ការវិភាគទិន្នន័យធំអាចបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប៉ារ៉ាម៉ែត្រកំណើន ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវគុណភាពគ្រីស្តាល់ និងប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្ម។

បច្ចេកវិជ្ជារៀបចំគ្រីស្តាល់តែមួយស៊ីលីកុនកាបូនដែលមានគុណភាពខ្ពស់គឺជាការផ្តោតសំខាន់ក្នុងការស្រាវជ្រាវសម្ភារៈ semiconductor ។ នៅពេលដែលបច្ចេកវិទ្យារីកចម្រើន បច្ចេកទេសលូតលាស់របស់គ្រីស្តាល់ SiC នឹងបន្តវិវឌ្ឍ ដោយផ្តល់នូវមូលដ្ឋានគ្រឹះដ៏រឹងមាំសម្រាប់កម្មវិធីនៅក្នុងវាលដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ប្រេកង់ខ្ពស់ និងថាមពលខ្ពស់។