സിലിക്കൺ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന രീതികളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: ഫിസിക്കൽ വേപ്പർ ട്രാൻസ്പോർട്ട് (PVT), ടോപ്പ്-സീഡഡ് സൊല്യൂഷൻ ഗ്രോത്ത് (TSSG), ഹൈ-ടെമ്പറേച്ചർ കെമിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ (HT-CVD). ഇവയിൽ, ലളിതമായ ഉപകരണങ്ങൾ, നിയന്ത്രണ എളുപ്പം, കുറഞ്ഞ ഉപകരണങ്ങളുടെയും പ്രവർത്തന ചെലവുകളുടെയും ഫലമായി വ്യാവസായിക ഉൽ‌പാദനത്തിൽ PVT രീതി വ്യാപകമായി സ്വീകരിക്കപ്പെടുന്നു.
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ PVT വളർച്ചയ്ക്കുള്ള പ്രധാന സാങ്കേതിക പോയിന്റുകൾ
ഫിസിക്കൽ വേപ്പർ ട്രാൻസ്പോർട്ട് (PVT) രീതി ഉപയോഗിച്ച് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പരലുകൾ വളർത്തുമ്പോൾ, താഴെപ്പറയുന്ന സാങ്കേതിക വശങ്ങൾ പരിഗണിക്കേണ്ടതുണ്ട്:
- ഗ്രോത്ത് ചേമ്പറിലെ ഗ്രാഫൈറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ പരിശുദ്ധി: ഗ്രാഫൈറ്റ് ഘടകങ്ങളിലെ മാലിന്യത്തിന്റെ അളവ് 5×10⁻⁶ ൽ താഴെയായിരിക്കണം, അതേസമയം ഇൻസുലേഷൻ ഫെൽറ്റിലെ മാലിന്യത്തിന്റെ അളവ് 10×10⁻⁶ ൽ താഴെയായിരിക്കണം. B, Al തുടങ്ങിയ മൂലകങ്ങൾ 0.1×10⁻⁶ ൽ താഴെയായിരിക്കണം.
- ശരിയായ വിത്ത് പരൽ ധ്രുവീകരണം തിരഞ്ഞെടുക്കൽ: അനുഭവപരമായ പഠനങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് C (0001) മുഖം 4H-SiC പരലുകൾ വളർത്തുന്നതിന് അനുയോജ്യമാണെന്നും, Si (0001) മുഖം 6H-SiC പരലുകൾ വളർത്തുന്നതിന് അനുയോജ്യമാണെന്നും.
- ഓഫ്-ആക്സിസ് സീഡ് ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ ഉപയോഗം: ഓഫ്-ആക്സിസ് സീഡ് ക്രിസ്റ്റലുകൾക്ക് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയുടെ സമമിതിയിൽ മാറ്റം വരുത്താനും, ക്രിസ്റ്റലിലെ വൈകല്യങ്ങൾ കുറയ്ക്കാനും കഴിയും.
- ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള വിത്ത് പരലുകൾ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയ.
- വളർച്ചാ ചക്രത്തിൽ ക്രിസ്റ്റൽ ഗ്രോത്ത് ഇന്റർഫേസിന്റെ സ്ഥിരത നിലനിർത്തൽ.
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയ്ക്കുള്ള പ്രധാന സാങ്കേതികവിദ്യകൾ
- സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിക്കുള്ള ഡോപ്പിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിയിൽ ഉചിതമായ അളവിൽ Ce ചേർക്കുന്നത് 4H-SiC ഒറ്റ പരലുകളുടെ വളർച്ച സ്ഥിരപ്പെടുത്തും. പ്രായോഗിക ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നത് Ce ഡോപ്പിംഗിന് ഇവ ചെയ്യാൻ കഴിയും:
- സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പരലുകളുടെ വളർച്ചാ നിരക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കുക.
- പരൽ വളർച്ചയുടെ ഓറിയന്റേഷൻ നിയന്ത്രിക്കുക, അതുവഴി അത് കൂടുതൽ ഏകീകൃതവും ക്രമീകൃതവുമാക്കുക.
- മാലിന്യ രൂപീകരണം തടയുക, വൈകല്യങ്ങൾ കുറയ്ക്കുക, ഒറ്റ-ക്രിസ്റ്റലിന്റെയും ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള പരലുകളുടെയും ഉത്പാദനം സുഗമമാക്കുക.
- ക്രിസ്റ്റലിന്റെ പിൻവശത്തെ നാശത്തെ തടയുകയും സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ വിളവ് മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുക.
- ആക്സിയൽ, റേഡിയൽ താപനില ഗ്രേഡിയന്റ് നിയന്ത്രണ സാങ്കേതികവിദ്യ
അച്ചുതണ്ട് താപനില ഗ്രേഡിയന്റ് പ്രാഥമികമായി ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയുടെ തരത്തെയും കാര്യക്ഷമതയെയും ബാധിക്കുന്നു. അമിതമായി ചെറിയ താപനില ഗ്രേഡിയന്റ് പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ രൂപീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയും വളർച്ചാ നിരക്ക് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. ശരിയായ അച്ചുതണ്ട്, റേഡിയൽ താപനില ഗ്രേഡിയന്റുകൾ സ്ഥിരതയുള്ള ക്രിസ്റ്റൽ ഗുണനിലവാരം നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട് ദ്രുത SiC ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയെ സഹായിക്കുന്നു. - ബേസൽ പ്ലെയിൻ ഡിസ്‌ലോക്കേഷൻ (ബിപിഡി) നിയന്ത്രണ സാങ്കേതികവിദ്യ
ക്രിസ്റ്റലിലെ ഷിയർ സ്ട്രെസ് SiC യുടെ ക്രിട്ടിക്കൽ ഷിയർ സ്ട്രെസ് കവിയുകയും സ്ലിപ്പ് സിസ്റ്റങ്ങളെ സജീവമാക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ BPD വൈകല്യങ്ങൾ പ്രധാനമായും ഉണ്ടാകുന്നു. BPD-കൾ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ ദിശയ്ക്ക് ലംബമായതിനാൽ, അവ പ്രധാനമായും ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയുടെയും തണുപ്പിന്റെയും സമയത്ത് രൂപം കൊള്ളുന്നു. - വേപ്പർ ഫേസ് കോമ്പോസിഷൻ റേഷ്യോ അഡ്ജസ്റ്റ്മെന്റ് ടെക്നോളജി
വളർച്ചാ പരിതസ്ഥിതിയിൽ കാർബൺ-ടു-സിലിക്കൺ അനുപാതം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് ഒറ്റ-ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള ഫലപ്രദമായ നടപടിയാണ്. ഉയർന്ന കാർബൺ-ടു-സിലിക്കൺ അനുപാതം വലിയ സ്റ്റെപ്പ് ബഞ്ചിംഗ് കുറയ്ക്കുന്നു, വിത്ത് ക്രിസ്റ്റൽ ഉപരിതല വളർച്ചാ വിവരങ്ങൾ സംരക്ഷിക്കുന്നു, പോളിടൈപ്പ് രൂപീകരണം അടിച്ചമർത്തുന്നു. - ലോ-സ്ട്രെസ് കൺട്രോൾ ടെക്നോളജി
ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയ്ക്കിടെയുള്ള സമ്മർദ്ദം ക്രിസ്റ്റൽ തലങ്ങൾ വളയുന്നതിന് കാരണമാകും, ഇത് ക്രിസ്റ്റൽ ഗുണനിലവാരം മോശമാകുന്നതിനോ വിള്ളലുകൾ വീഴുന്നതിനോ കാരണമാകും. ഉയർന്ന സമ്മർദ്ദം ബേസൽ പ്ലെയിൻ ഡിസ്ലോക്കേഷനുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളിയുടെ ഗുണനിലവാരത്തെയും ഉപകരണ പ്രകടനത്തെയും പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കും.
6-ഇഞ്ച് SiC വേഫർ സ്കാനിംഗ് ചിത്രം
ക്രിസ്റ്റലുകളിലെ സമ്മർദ്ദം കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള രീതികൾ:
- SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ സന്തുലിതാവസ്ഥയ്ക്ക് സമാനമായ വളർച്ച സാധ്യമാക്കുന്നതിന് താപനില ഫീൽഡ് വിതരണവും പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകളും ക്രമീകരിക്കുക.
- കുറഞ്ഞ നിയന്ത്രണങ്ങളോടെ സ്വതന്ത്രമായ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ച അനുവദിക്കുന്നതിന് ക്രൂസിബിൾ ഘടന ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുക.
- സീഡ് ക്രിസ്റ്റലിനും ഗ്രാഫൈറ്റ് ഹോൾഡറിനും ഇടയിലുള്ള താപ വികാസ പൊരുത്തക്കേട് കുറയ്ക്കുന്നതിന് സീഡ് ക്രിസ്റ്റൽ ഫിക്സേഷൻ ടെക്നിക്കുകൾ പരിഷ്കരിക്കുക. സീഡ് ക്രിസ്റ്റലിനും ഗ്രാഫൈറ്റ് ഹോൾഡറിനും ഇടയിൽ 2 മില്ലീമീറ്റർ വിടവ് വിടുക എന്നതാണ് ഒരു സാധാരണ സമീപനം.
- ആന്തരിക സമ്മർദ്ദം പൂർണ്ണമായും പുറത്തുവിടുന്നതിന് ഇൻ-സിറ്റു ഫർണസ് അനീലിംഗ് നടപ്പിലാക്കുന്നതിലൂടെയും, അനീലിംഗ് താപനിലയും ദൈർഘ്യവും ക്രമീകരിക്കുന്നതിലൂടെയും അനീലിംഗ് പ്രക്രിയകൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുക.
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ ഭാവി പ്രവണതകൾ
ഭാവിയിൽ, ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ തയ്യാറാക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യ ഇനിപ്പറയുന്ന ദിശകളിൽ വികസിക്കും:
- വലിയ തോതിലുള്ള വളർച്ച
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ വ്യാസം ഏതാനും മില്ലിമീറ്ററിൽ നിന്ന് 6 ഇഞ്ച്, 8 ഇഞ്ച്, അതിലും വലിയ 12 ഇഞ്ച് വലുപ്പങ്ങളിലേക്ക് പരിണമിച്ചു. വലിയ വ്യാസമുള്ള SiC ക്രിസ്റ്റലുകൾ ഉൽപ്പാദനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെലവ് കുറയ്ക്കുകയും ഉയർന്ന പവർ ഉപകരണങ്ങളുടെ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു. - ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള വളർച്ച
ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലുകൾ അത്യാവശ്യമാണ്. കാര്യമായ പുരോഗതി കൈവരിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, മൈക്രോപൈപ്പുകൾ, സ്ഥാനഭ്രംശങ്ങൾ, മാലിന്യങ്ങൾ തുടങ്ങിയ വൈകല്യങ്ങൾ ഇപ്പോഴും നിലനിൽക്കുന്നു, ഇത് ഉപകരണ പ്രകടനത്തെയും വിശ്വാസ്യതയെയും ബാധിക്കുന്നു. - ചെലവ് കുറയ്ക്കൽ
SiC ക്രിസ്റ്റൽ തയ്യാറാക്കലിന്റെ ഉയർന്ന വില ചില മേഖലകളിൽ അതിന്റെ പ്രയോഗത്തെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു. വളർച്ചാ പ്രക്രിയകൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുക, ഉൽപ്പാദന കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുക, അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ ചെലവ് കുറയ്ക്കുക എന്നിവ ഉൽപ്പാദനച്ചെലവ് കുറയ്ക്കാൻ സഹായിക്കും. - ബുദ്ധിപരമായ വളർച്ച
AI, ബിഗ് ഡാറ്റ എന്നിവയിലെ പുരോഗതിക്കൊപ്പം, SiC ക്രിസ്റ്റൽ ഗ്രോത്ത് സാങ്കേതികവിദ്യ കൂടുതൽ ബുദ്ധിപരമായ പരിഹാരങ്ങൾ സ്വീകരിക്കും. സെൻസറുകളും ഓട്ടോമേറ്റഡ് സിസ്റ്റങ്ങളും ഉപയോഗിച്ചുള്ള തത്സമയ നിരീക്ഷണവും നിയന്ത്രണവും പ്രക്രിയ സ്ഥിരതയും നിയന്ത്രണക്ഷമതയും വർദ്ധിപ്പിക്കും. കൂടാതെ, ബിഗ് ഡാറ്റ അനലിറ്റിക്സിന് വളർച്ചാ പാരാമീറ്ററുകൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാനും ക്രിസ്റ്റൽ ഗുണനിലവാരവും ഉൽപ്പാദന കാര്യക്ഷമതയും മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും.
ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ തയ്യാറാക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യ സെമികണ്ടക്ടർ മെറ്റീരിയൽ ഗവേഷണത്തിൽ ഒരു പ്രധാന ശ്രദ്ധാകേന്ദ്രമാണ്. സാങ്കേതികവിദ്യ പുരോഗമിക്കുമ്പോൾ, SiC ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന താപനില, ഉയർന്ന ആവൃത്തി, ഉയർന്ന പവർ ഫീൽഡുകളിലെ പ്രയോഗങ്ങൾക്ക് ശക്തമായ അടിത്തറ നൽകുന്നു.
പോസ്റ്റ് സമയം: ജൂലൈ-25-2025