វិធីសាស្រ្តសំខាន់ៗសម្រាប់ការរីកលូតលាស់គ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនកាបូនឌីអុកស៊ីតរួមមានការដឹកជញ្ជូនចំហាយរូបវិទ្យា (PVT) ការលូតលាស់ដំណោះស្រាយគ្រាប់ពូជកំពូល (TSSG) និងការបញ្ចេញចំហាយគីមីសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (HT-CVD) ។

ក្នុងចំណោមវិធីទាំងនេះ វិធីសាស្ត្រ PVT បានក្លាយជាបច្ចេកទេសចម្បងសម្រាប់ផលិតកម្មឧស្សាហកម្ម ដោយសារការដំឡើងឧបករណ៍សាមញ្ញ ភាពងាយស្រួលនៃប្រតិបត្តិការ និងការគ្រប់គ្រង និងតម្លៃឧបករណ៍ និងប្រតិបត្តិការទាប។

---

ចំនុចបច្ចេកទេសសំខាន់ៗនៃការលូតលាស់របស់ SiC Crystal ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ PVT

ដើម្បីដាំគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនកាបូនដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ PVT ទិដ្ឋភាពបច្ចេកទេសជាច្រើនត្រូវតែគ្រប់គ្រងយ៉ាងប្រុងប្រយ័ត្ន៖

1. ភាពបរិសុទ្ធនៃវត្ថុធាតុក្រាហ្វិចនៅក្នុងវាលកំដៅ
   សមា្ភារៈក្រាហ្វិចដែលប្រើនៅក្នុងវាលកំដៅនៃការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ត្រូវតែបំពេញតាមតម្រូវការនៃភាពបរិសុទ្ធដ៏តឹងរឹង។ មាតិកាមិនបរិសុទ្ធនៅក្នុងសមាសធាតុក្រាហ្វិចគួរតែទាបជាង 5 × 10⁻⁶ ហើយសម្រាប់អ៊ីសូឡង់កំដៅខាងក្រោម 10 × 10⁻⁶។ ជាពិសេសមាតិកានៃ boron (B) និងអាលុយមីញ៉ូម (Al) នីមួយៗត្រូវតែនៅក្រោម 0.1 × 10⁻⁶។

2. ប៉ូលាត្រឹមត្រូវនៃគ្រាប់គ្រីស្តាល់
   ទិន្នន័យជាក់ស្តែងបង្ហាញថា C-face (0001) គឺសមរម្យសម្រាប់ការរីកលូតលាស់គ្រីស្តាល់ 4H-SiC ខណៈដែល Si-face (0001) គឺសមរម្យសម្រាប់ការលូតលាស់ 6H-SiC ។

3. ការប្រើប្រាស់គ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជ Off-Axis
   គ្រាប់ពូជក្រៅអ័ក្សអាចផ្លាស់ប្តូរស៊ីមេទ្រីនៃការលូតលាស់ កាត់បន្ថយពិការភាពគ្រីស្តាល់ និងលើកកម្ពស់គុណភាពគ្រីស្តាល់កាន់តែប្រសើរ។

4. បច្ចេកទេសចងគ្រាប់គ្រីស្តាល់ដែលអាចទុកចិត្តបាន។
   ការផ្សារភ្ជាប់ត្រឹមត្រូវរវាងគ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជនិងអ្នកកាន់គឺចាំបាច់សម្រាប់ស្ថេរភាពកំឡុងពេលលូតលាស់។

5. ការរក្សាស្ថេរភាពនៃចំណុចប្រទាក់កំណើន
   ក្នុងអំឡុងពេលវដ្តនៃការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ទាំងមូល ចំណុចប្រទាក់កំណើនត្រូវតែមានស្ថេរភាព ដើម្បីធានាបាននូវការអភិវឌ្ឍន៍គ្រីស្តាល់ដែលមានគុណភាពខ្ពស់។

 

---

បច្ចេកវិទ្យាស្នូលនៅក្នុង SiC Crystal Growth

1. បច្ចេកវិទ្យា Doping សម្រាប់ម្សៅ SiC

ម្សៅ Doping SiC ជាមួយ cerium (Ce) អាចធ្វើឱ្យមានស្ថេរភាពនៃការលូតលាស់នៃ polytype តែមួយដូចជា 4H-SiC ។ ការអនុវត្តបានបង្ហាញថា Ce doping អាច៖

• បង្កើនអត្រាកំណើននៃគ្រីស្តាល់ SiC;

• កែលម្អការតំរង់ទិសគ្រីស្តាល់សម្រាប់ការលូតលាស់ឯកសណ្ឋាន និងទិសដៅកាន់តែច្រើន។

• កាត់បន្ថយភាពកខ្វក់និងពិការភាព;

• ទប់ស្កាត់ការ corrosion នៅខាងក្រោយនៃគ្រីស្តាល់;

• បង្កើនអត្រាទិន្នផលគ្រីស្តាល់តែមួយ។

2. ការគ្រប់គ្រងជម្រាលកំដៅតាមអ័ក្ស និងរ៉ាឌីកាល់

ជម្រាលសីតុណ្ហភាពអ័ក្សប៉ះពាល់ដល់ប្រភេទគ្រីស្តាល់ និងអត្រាកំណើន។ ជម្រាលដែលតូចពេកអាចនាំឱ្យមានការរួមបញ្ចូលពហុប្រភេទ និងកាត់បន្ថយការដឹកជញ្ជូនសម្ភារៈក្នុងដំណាក់កាលចំហាយ។ ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពទាំងជម្រាលអ័ក្ស និងរ៉ាឌីយ៉ាល់គឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការលូតលាស់គ្រីស្តាល់លឿន និងមានស្ថេរភាពជាមួយនឹងគុណភាពជាប់លាប់។

3. បច្ចេកវិទ្យាគ្រប់គ្រងការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់យន្តហោះ Basal (BPD)

BPDs បង្កើតបានជាចម្បងដោយសារតែភាពតានតឹងកាត់លើសពីកម្រិតសំខាន់នៅក្នុងគ្រីស្តាល់ SiC ដែលធ្វើឱ្យប្រព័ន្ធរអិលសកម្ម។ ដោយសារ BPDs កាត់កែងទៅនឹងទិសដៅលូតលាស់ ពួកវាជាធម្មតាកើតឡើងកំឡុងពេលលូតលាស់គ្រីស្តាល់ និងត្រជាក់។ ការកាត់បន្ថយភាពតានតឹងខាងក្នុងអាចកាត់បន្ថយដង់ស៊ីតេ BPD យ៉ាងខ្លាំង។

4. ការគ្រប់គ្រងសមាមាត្រសមាសធាតុដំណាក់កាលចំហាយ

ការបង្កើនសមាមាត្រកាបូនទៅស៊ីលីកុនក្នុងដំណាក់កាលចំហាយគឺជាវិធីសាស្ត្រដែលបង្ហាញឱ្យឃើញសម្រាប់ការលើកកម្ពស់ការលូតលាស់ពហុប្រភេទតែមួយ។ សមាមាត្រ C/Si ខ្ពស់កាត់បន្ថយការប្រមូលផ្តុំ macrostep និងរក្សាការទទួលមរតកលើផ្ទៃពីគ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជ ដូច្នេះទប់ស្កាត់ការបង្កើត polytypes ដែលមិនចង់បាន។

5. បច្ចេកទេសកំណើនស្ត្រេសទាប

ភាពតានតឹងកំឡុងពេលលូតលាស់របស់គ្រីស្តាល់អាចនាំឱ្យប្លង់បន្ទះឈើកោង ស្នាមប្រេះ និងដង់ស៊ីតេ BPD កាន់តែខ្ពស់។ ពិការភាពទាំងនេះអាចចូលទៅក្នុងស្រទាប់ epitaxial និងជះឥទ្ធិពលអវិជ្ជមានដល់ដំណើរការឧបករណ៍។

យុទ្ធសាស្រ្តជាច្រើនដើម្បីកាត់បន្ថយភាពតានតឹងផ្ទៃក្នុងរួមមាន:

• ការកែតម្រូវការចែកចាយវាលកំដៅ និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការដើម្បីលើកកម្ពស់កំណើនជិតលំនឹង;

• បង្កើនប្រសិទ្ធភាពការរចនា crucible ដើម្បីអនុញ្ញាតឱ្យគ្រីស្តាល់រីកលូតលាស់ដោយសេរីដោយគ្មានឧបសគ្គមេកានិច;

• ការកែលម្អការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអ្នកកាន់គ្រាប់ពូជ ដើម្បីកាត់បន្ថយភាពមិនស៊ីគ្នានៃការពង្រីកកំដៅរវាងគ្រាប់ពូជ និងក្រាហ្វីតកំឡុងពេលកំដៅ ជាញឹកញាប់ដោយទុកគម្លាត 2 មមរវាងគ្រាប់ពូជនិងអ្នកកាន់។

• ការចម្រាញ់ដំណើរការ annealing អនុញ្ញាតឱ្យគ្រីស្តាល់ត្រជាក់ជាមួយនឹង furnace និងការលៃតម្រូវសីតុណ្ហភាពនិងរយៈពេលដើម្បីបំបាត់ភាពតានតឹងខាងក្នុងយ៉ាងពេញលេញ។

---

និន្នាការនៃបច្ចេកវិទ្យា SiC Crystal Growth

1. ទំហំគ្រីស្តាល់ធំជាង
អង្កត់ផ្ចិតគ្រីស្តាល់តែមួយ SiC បានកើនឡើងពីពីរបីមីលីម៉ែត្រទៅ 6 អ៊ីញ 8 អ៊ីញ និងសូម្បីតែ wafers 12 អ៊ីញ។ wafers ធំជាងមុនជួយបង្កើនប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្ម និងកាត់បន្ថយការចំណាយ ខណៈពេលដែលបំពេញតាមតម្រូវការនៃកម្មវិធីឧបករណ៍ដែលមានថាមពលខ្ពស់។

2. គុណភាពគ្រីស្តាល់ខ្ពស់។
គ្រីស្តាល់ SiC ដែលមានគុណភាពខ្ពស់គឺមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ឧបករណ៍ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។ ទោះបីជាមានការកែលម្អយ៉ាងសំខាន់ក៏ដោយ គ្រីស្តាល់បច្ចុប្បន្ននៅតែបង្ហាញពិការភាពដូចជា មីក្រូបំពង់ ការផ្លាស់ទីលំនៅ និងភាពមិនបរិសុទ្ធ ដែលទាំងអស់នេះអាចធ្វើឱ្យខូចដំណើរការ និងភាពជឿជាក់របស់ឧបករណ៍។

3. ការកាត់បន្ថយថ្លៃដើម
ការផលិតគ្រីស្តាល់ SiC នៅតែមានតម្លៃថ្លៃដដែល ដោយកំណត់ការទទួលយកកាន់តែទូលំទូលាយ។ ការកាត់បន្ថយថ្លៃដើមតាមរយៈដំណើរការលូតលាស់ដ៏ល្អប្រសើរ ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្ម និងតម្លៃវត្ថុធាតុដើមទាប គឺជាកត្តាសំខាន់សម្រាប់ការពង្រីកកម្មវិធីទីផ្សារ។

4. ការផលិតឆ្លាតវៃ
ជាមួយនឹងភាពជឿនលឿននៃបច្ចេកវិទ្យាបញ្ញាសិប្បនិមិត្ត និងបច្ចេកវិទ្យាទិន្នន័យធំ ការលូតលាស់របស់គ្រីស្តាល់ SiC កំពុងឆ្ពោះទៅរកដំណើរការស្វ័យប្រវត្តិដ៏ឆ្លាតវៃ។ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងអាចត្រួតពិនិត្យ និងកែតម្រូវលក្ខខណ្ឌកំណើនក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវស្ថេរភាពនៃដំណើរការ និងការព្យាករណ៍។ ការវិភាគទិន្នន័យអាចបង្កើនប្រសិទ្ធភាពបន្ថែមទៀតនូវប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការ និងគុណភាពគ្រីស្តាល់។

ការអភិវឌ្ឍន៍បច្ចេកវិទ្យាការលូតលាស់គ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ដែលមានគុណភាពខ្ពស់គឺជាការផ្តោតសំខាន់ក្នុងការស្រាវជ្រាវសម្ភារៈ semiconductor ។ នៅពេលដែលបច្ចេកវិទ្យារីកចម្រើន វិធីសាស្ត្រនៃការលូតលាស់របស់គ្រីស្តាល់នឹងបន្តវិវឌ្ឍ និងកែលម្អ ដោយផ្តល់នូវមូលដ្ឋានគ្រឹះដ៏រឹងមាំសម្រាប់កម្មវិធី SiC នៅក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ប្រេកង់ខ្ពស់ និងថាមពលខ្ពស់។