ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಪ್ರಮುಖ ಪರಿಗಣನೆಗಳು

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಮುಖ್ಯ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಇವು ಸೇರಿವೆ: ಭೌತಿಕ ಆವಿ ಸಾಗಣೆ (PVT), ಮೇಲ್ಭಾಗದ ಬೀಜದ ದ್ರಾವಣ ಬೆಳವಣಿಗೆ (TSSG), ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ (HT-CVD). ಇವುಗಳಲ್ಲಿ, PVT ವಿಧಾನವನ್ನು ಅದರ ಸರಳ ಉಪಕರಣಗಳು, ನಿಯಂತ್ರಣದ ಸುಲಭತೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಉಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ವೆಚ್ಚಗಳಿಂದಾಗಿ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ.

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಹರಳುಗಳ PVT ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಪ್ರಮುಖ ತಾಂತ್ರಿಕ ಅಂಶಗಳು

ಭೌತಿಕ ಆವಿ ಸಾಗಣೆ (PVT) ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಹರಳುಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯುವಾಗ, ಈ ಕೆಳಗಿನ ತಾಂತ್ರಿಕ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕು:

1. ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಕೊಠಡಿಯಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ವಸ್ತುಗಳ ಶುದ್ಧತೆ: ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿನ ಕಲ್ಮಶ ಅಂಶವು 5×10⁻⁶ ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರಬೇಕು, ಆದರೆ ನಿರೋಧನ ಫೀಲ್‌ನಲ್ಲಿನ ಕಲ್ಮಶ ಅಂಶವು 10×10⁻⁶ ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರಬೇಕು. B ಮತ್ತು Al ನಂತಹ ಅಂಶಗಳನ್ನು 0.1×10⁻⁶ ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇಡಬೇಕು.
2. ಸರಿಯಾದ ಬೀಜ ಸ್ಫಟಿಕ ಧ್ರುವೀಯತೆಯ ಆಯ್ಕೆ: ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅಧ್ಯಯನಗಳು C (0001) ಮುಖವು 4H-SiC ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ, ಆದರೆ Si (0001) ಮುಖವನ್ನು 6H-SiC ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
3. ಆಫ್-ಆಕ್ಸಿಸ್ ಬೀಜ ಹರಳುಗಳ ಬಳಕೆ: ಆಫ್-ಆಕ್ಸಿಸ್ ಬೀಜ ಹರಳುಗಳು ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಸಮ್ಮಿತಿಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು, ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿನ ದೋಷಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು.
4. ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಬೀಜ ಹರಳು ಬಂಧ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ.
5. ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್‌ನ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು.

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಪ್ರಮುಖ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು

1. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪೌಡರ್‌ಗಾಗಿ ಡೋಪಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ
   ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ಸೂಕ್ತ ಪ್ರಮಾಣದ Ce ನೊಂದಿಗೆ ಡೋಪಿಂಗ್ ಮಾಡುವುದರಿಂದ 4H-SiC ಏಕ ಹರಳುಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು Ce ಡೋಪಿಂಗ್ ಮಾಡಬಹುದು ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ:

• ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಹರಳುಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿ.
• ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಿ, ಅದನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಏಕರೂಪ ಮತ್ತು ನಿಯಮಿತವಾಗಿ ಮಾಡಿ.
• ಕಲ್ಮಶಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸಿ, ದೋಷಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿ ಮತ್ತು ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
• ಸ್ಫಟಿಕದ ಹಿಂಭಾಗದ ಸವೆತವನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕದ ಇಳುವರಿಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.

• ಅಕ್ಷೀಯ ಮತ್ತು ರೇಡಿಯಲ್ ತಾಪಮಾನ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ನಿಯಂತ್ರಣ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ
  ಅಕ್ಷೀಯ ತಾಪಮಾನದ ಇಳಿಜಾರು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕಾರ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಅತಿಯಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಇಳಿಜಾರು ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ರಚನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು ಮತ್ತು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸರಿಯಾದ ಅಕ್ಷೀಯ ಮತ್ತು ರೇಡಿಯಲ್ ತಾಪಮಾನದ ಇಳಿಜಾರುಗಳು ಸ್ಥಿರ ಸ್ಫಟಿಕ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಾಗ ತ್ವರಿತ SiC ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ.
• ಬೇಸಲ್ ಪ್ಲೇನ್ ಡಿಸ್ಲೊಕೇಶನ್ (ಬಿಪಿಡಿ) ನಿಯಂತ್ರಣ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ
  ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿನ ಶಿಯರ್ ಒತ್ತಡವು SiC ಯ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಶಿಯರ್ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಮೀರಿದಾಗ, ಸ್ಲಿಪ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿದಾಗ BPD ದೋಷಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಉದ್ಭವಿಸುತ್ತವೆ. BPD ಗಳು ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಲಂಬವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಅವು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಮತ್ತು ತಂಪಾಗಿಸುವ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.
• ಆವಿ ಹಂತದ ಸಂಯೋಜನೆ ಅನುಪಾತ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ
  ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲ-ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸಲು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಕ್ರಮವಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಇಂಗಾಲ-ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನುಪಾತವು ದೊಡ್ಡ ಹಂತದ ಗುಂಪನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಬೀಜ ಸ್ಫಟಿಕ ಮೇಲ್ಮೈ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪಾಲಿಟೈಪ್ ರಚನೆಯನ್ನು ನಿಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ.
• ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡ ನಿಯಂತ್ರಣ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ
  ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಒತ್ತಡವು ಸ್ಫಟಿಕ ಸಮತಲಗಳ ಬಾಗುವಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು, ಇದು ಕಳಪೆ ಸ್ಫಟಿಕದ ಗುಣಮಟ್ಟ ಅಥವಾ ಬಿರುಕು ಬಿಡುವಿಕೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡವು ಬೇಸಲ್ ಪ್ಲೇನ್ ಡಿಸ್ಲೊಕೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರದ ಗುಣಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಸಾಧನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ಪ್ರತಿಕೂಲ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.

6-ಇಂಚಿನ SiC ವೇಫರ್ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಚಿತ್ರ

ಹರಳುಗಳಲ್ಲಿನ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ವಿಧಾನಗಳು:

• SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಸಮತೋಲನದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ತಾಪಮಾನ ಕ್ಷೇತ್ರ ವಿತರಣೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಸಿ.
• ಕನಿಷ್ಠ ನಿರ್ಬಂಧಗಳೊಂದಿಗೆ ಮುಕ್ತ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡಲು ಕ್ರೂಸಿಬಲ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮಗೊಳಿಸಿ.
• ಬೀಜ ಸ್ಫಟಿಕ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಧಾರಕ ನಡುವಿನ ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣಾ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಬೀಜ ಸ್ಫಟಿಕ ಸ್ಥಿರೀಕರಣ ತಂತ್ರಗಳನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸಿ. ಬೀಜ ಸ್ಫಟಿಕ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಧಾರಕದ ನಡುವೆ 2 ಮಿಮೀ ಅಂತರವನ್ನು ಬಿಡುವುದು ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ.
• ಆಂತರಿಕ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲು ಇನ್-ಸಿಟು ಫರ್ನೇಸ್ ಅನೀಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಅನೀಲಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಅವಧಿಯನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವ ಮೂಲಕ ಅನೀಲಿಂಗ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿ.

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಭವಿಷ್ಯದ ಪ್ರವೃತ್ತಿಗಳು

ಮುಂದೆ ನೋಡುವಾಗ, ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಯಾರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಈ ಕೆಳಗಿನ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ:

1. ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಬೆಳವಣಿಗೆ
   ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಸಿಂಗಲ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ವ್ಯಾಸವು ಕೆಲವು ಮಿಲಿಮೀಟರ್‌ಗಳಿಂದ 6-ಇಂಚು, 8-ಇಂಚು ಮತ್ತು ಇನ್ನೂ ದೊಡ್ಡದಾದ 12-ಇಂಚಿನ ಗಾತ್ರಗಳಿಗೆ ವಿಕಸನಗೊಂಡಿದೆ. ದೊಡ್ಡ ವ್ಯಾಸದ SiC ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಉತ್ಪಾದನಾ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ, ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಸಾಧನಗಳ ಬೇಡಿಕೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತವೆ.
2. ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಬೆಳವಣಿಗೆ
   ಉನ್ನತ-ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳು ಅತ್ಯಗತ್ಯ. ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗಿದ್ದರೂ, ಮೈಕ್ರೋಪೈಪ್‌ಗಳು, ಡಿಸ್ಲೊಕೇಶನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಕಲ್ಮಶಗಳಂತಹ ದೋಷಗಳು ಇನ್ನೂ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿವೆ, ಇದು ಸಾಧನದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.
3. ವೆಚ್ಚ ಕಡಿತ
   SiC ಸ್ಫಟಿಕ ತಯಾರಿಕೆಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೆಚ್ಚವು ಕೆಲವು ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಅದರ ಅನ್ವಯವನ್ನು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸುವುದು, ಉತ್ಪಾದನಾ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
4. ಬುದ್ಧಿವಂತ ಬೆಳವಣಿಗೆ
   AI ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಡೇಟಾದಲ್ಲಿನ ಪ್ರಗತಿಯೊಂದಿಗೆ, SiC ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಬುದ್ಧಿವಂತ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಸಂವೇದಕಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನೈಜ-ಸಮಯದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣವು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ದೊಡ್ಡ ಡೇಟಾ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸುತ್ತದೆ, ಸ್ಫಟಿಕ ಗುಣಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.

ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಯಾರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತು ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಗಮನವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮುಂದುವರೆದಂತೆ, SiC ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಂತ್ರಗಳು ವಿಕಸನಗೊಳ್ಳುತ್ತಲೇ ಇರುತ್ತವೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ಆವರ್ತನ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಶಕ್ತಿ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿನ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಘನ ಅಡಿಪಾಯವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.