Silikon karbid ýeke kristallaryny ösdürmegiň esasy usullaryna Fiziki bug transporty (PVT), Iň ýokary tohumly çözgüdiň ösüşi (TSSG) we ýokary temperaturaly himiki bug buglanyşy (HT-CVD) degişlidir.

Bularyň arasynda PVT usuly, ýönekeý enjamlary gurnamak, işleýiş we gözegçilik aňsatlygy, enjamlaryň we iş çykdajylarynyň pes bolmagy sebäpli senagat önümçiliginiň esasy usuly boldy.

---

PVT usuly bilen SiC kristal ösüşiniň esasy tehniki nokatlary

PVT usuly bilen kremniý karbid kristallaryny ösdürip ýetişdirmek üçin birnäçe tehniki taraplary üns bilen gözegçilikde saklamaly:

1. Malylylyk meýdanyndaky grafit materiallarynyň arassalygy
   Kristal ösüş ýylylyk meýdanynda ulanylýan grafit materiallary berk arassalyk talaplaryna laýyk gelmelidir. Grafit komponentlerindäki haramlyk 5 × 10⁻⁶, izolýasiýa üçin bolsa 10 × 10⁻⁶ pes bolmaly. Hususan-da, bor (B) we alýumin (Al) düzümi hersi 0,1 × 10⁻⁶-dan pes bolmaly.

2. Tohum kristalynyň dogry polýarlygy
   Empirik maglumatlar, C-face (0001) 4H-SiC kristallaryny ösdürip ýetişdirmek üçin, Si-face (0001) 6H-SiC ösüşi üçin laýykdygyny görkezýär.

3. Okdan daşary tohum kristallaryny ulanmak
   Okdan daşary tohumlar ösüş simmetriýasyny üýtgedip, kristal kemçilikleri azaldyp, has gowy hrustal hilini ýokarlandyryp biler.

4. Ygtybarly tohum kristal baglanyşyk usuly
   Tohum kristaly bilen saklaýjynyň arasynda dogry baglanyşyk, ösüş döwründe durnuklylyk üçin zerurdyr.

5. Ösüş interfeýsiniň durnuklylygyny saklamak
   Kristal ösüşiň ähli siklinde, ýokary hilli kristal ösüşini üpjün etmek üçin ösüş interfeýsi durnukly bolmalydyr.

 

---

SiC kristal ösüşinde esasy tehnologiýalar

1. SiC tozy üçin doping tehnologiýasy

Serium (Ce) bilen doping SiC poroşoky, 4H-SiC ýaly ýekeje polipiň ösüşini durnuklaşdyryp biler. Tejribe, Ce dopingiň edip biljekdigini görkezdi:

• SiC kristallarynyň ösüş depginini ýokarlandyrmak;

• Has birmeňzeş we ugrukdyryjy ösüş üçin kristal ugruny gowulandyrmak;

• Hapalary we kemçilikleri azaltmak;

• Kristalyň arka poslamagyny basyň;

• Cryeke kristal hasyl derejesini ýokarlandyryň.

2. Ok we radial ýylylyk gradiýentlerine gözegçilik

Okuň temperatura gradiýentleri kristal polip görnüşine we ösüş depginine täsir edýär. Örän kiçi bir gradient, polip görnüşleriniň goşulmagyna we bug fazasynda maddy transportyň azalmagyna sebäp bolup biler. Hem eksenel hem-de radial gradiýentleri optimizirlemek yzygiderli hil bilen çalt we durnukly kristal ösmegi üçin möhümdir.

3. Bazal uçaryň ýerleşişi (BPD) dolandyryş tehnologiýasy

BPD-ler esasan SiC kristallarynda kritiki çäkden geçýän, süýşmek ulgamlaryny işjeňleşdirýän gyrkym stresleri sebäpli emele gelýär. BPD-ler ösüş ugruna perpendikulýar bolansoň, adatça kristal ulalanda we sowadylanda ýüze çykýar. Içerki stresiň peselmegi BPD dykyzlygyny ep-esli azaldyp biler.

4. Bug fazasynyň düzümine gözegçilik

Bug fazasynda uglerod-kremniniň gatnaşygyny ýokarlandyrmak, bir polip görnüşiniň ösmegine kömek etmek üçin subut edilen usuldyr. Cokary C / Si gatnaşygy makrostepleriň birleşmegini azaldýar we tohum kristalyndan ýerüsti mirasy saklaýar, şeýlelik bilen islenmeýän polipleriň emele gelmegini basyp ýatyrýar.

5. Pes stresli ösüş usullary

Kristal ösüş döwründe ýüze çykýan stres, egri panjara uçarlaryna, ýarylmagyna we BPD dykyzlygynyň has ýokary bolmagyna sebäp bolup biler. Bu kemçilikler epitaksial gatlaklara geçip, enjamyň işleýşine ýaramaz täsir edip biler.

Içerki kristal stresini azaltmak üçin birnäçe strategiýa şulary öz içine alýar:

• Deňagramlylygyň ösmegine ýardam bermek üçin ýylylyk meýdanynyň paýlanyşyny we proses parametrlerini sazlamak;

• Kristalyň mehaniki çäklendirmesiz erkin ösmegine ýol açmak üçin möhüm dizaýny optimizirlemek;

• Heatingyladyş wagtynda tohum bilen grafitiň arasyndaky ýylylyk giňelişiniň gabat gelmezligini azaltmak üçin tohum saklaýjynyň konfigurasiýasyny gowulandyrmak, köplenç tohum bilen saklaýjynyň arasynda 2 mm boşluk goýup;

• Düwürtmek proseslerini arassalamak, kristalyň peç bilen sowamagyna mümkinçilik bermek, içerki stresden doly dynmak üçin temperaturany we dowamlylygyny sazlamak.

---

SiC Kristal Ösüş Tehnologiýasynyň tendensiýalary

1. Uly kristal ululyklary
SiC ýeke kristal diametri birnäçe millimetrden 6 dýuýma, 8 dýuýma, hatda 12 dýuým wafli çenli ýokarlandy. Uly wafli, ýokary kuwwatly enjam programmalarynyň talaplaryny kanagatlandyrmak bilen önümçilik netijeliligini ýokarlandyrýar we çykdajylary azaldýar.

2. Has ýokary hrustal hil
Performanceokary öndürijilikli enjamlar üçin ýokary hilli SiC kristallary zerurdyr. Möhüm gowulaşmalara garamazdan, häzirki kristallar henizem mikrop turbalar, süýşmeler we hapalar ýaly kemçilikleri görkezýär, bularyň hemmesi enjamyň işleýşini we ygtybarlylygyny peseldip biler.

3. Çykdajylaryň azalmagy
SiC kristal önümçiligi henizem has gymmat, has giň kabul edilmegini çäklendirýär. Optimal ösüş prosesleri, önümçiligiň netijeliligini ýokarlandyrmak we çig mal çykdajylaryny azaltmak arkaly çykdajylary azaltmak bazar goşundylaryny giňeltmek üçin möhümdir.

4. Akylly önümçilik
Emeli intellektde we uly maglumat tehnologiýalarynda gazanylan üstünlikler bilen SiC kristal ösüşi akylly, awtomatlaşdyrylan proseslere tarap barýar. Sensorlar we gözegçilik ulgamlary ösüşiň ýagdaýyna hakyky wagtda gözegçilik edip we sazlap, prosesiň durnuklylygyny we öňünden aýdyp boljakdygyny gowulandyryp bilerler. Maglumatlaryň seljerişi prosesiň parametrlerini we kristal hilini hasam optimizirläp biler.

Qualityarymgeçiriji materiallaryň gözleginde ýokary hilli SiC ýeke hrustal ösüş tehnologiýasynyň ösüşi esasy orun eýeleýär. Tehnologiýanyň ösmegi bilen kristal ösüş usullary ösmegini we gowulaşmagyny dowam etdirer, ýokary temperaturaly, ýokary ýygylykly we ýokary güýçli elektron enjamlarynda SiC amaly programmalary üçin berk binýady üpjün eder.