Pangunang mga Konsiderasyon alang sa Taas nga Kalidad nga Silicon Carbide Single Crystal nga Pagpangandam

Ang mga nag-unang pamaagi alang sa silicon single crystal nga pag-andam naglakip sa: Physical Vapor Transport (PVT), Top-Seeded Solution Growth (TSSG), ug High-Temperature Chemical Vapor Deposition (HT-CVD). Lakip niini, ang pamaagi sa PVT kaylap nga gisagop sa produksiyon sa industriya tungod sa yano nga kagamitan, kadali sa pagkontrol, ug mubu nga kagamitan ug gasto sa operasyon.

Panguna nga Teknikal nga mga Punto alang sa PVT nga Pag-uswag sa Silicon Carbide Crystals

Kung nagtubo ang mga kristal nga silicon carbide gamit ang Physical Vapor Transport (PVT) nga pamaagi, ang mga mosunud nga teknikal nga aspeto kinahanglan nga tagdon:

1. Kaputli sa Graphite nga mga Materyal sa Growth Chamber: Ang kahugawan nga sulod sa graphite nga mga sangkap kinahanglan nga ubos sa 5 × 10⁻⁶, samtang ang kahugaw nga sulod sa insulasyon nga gibati kinahanglan ubos sa 10 × 10⁻⁶. Ang mga elemento sama sa B ug Al kinahanglang ibutang ubos sa 0.1×10⁻⁶.
2. Husto nga Pagpili sa Seed Crystal Polarity: Gipakita sa mga empirikal nga pagtuon nga ang C (0001) nga nawong angayan alang sa pagtubo sa 4H-SiC nga mga kristal, samtang ang Si (0001) nga nawong gigamit alang sa pagtubo sa 6H-SiC nga mga kristal.
3. Paggamit sa Off-Axis Seed Crystals: Ang off-axis nga mga seed crystals makausab sa simetriya sa pagtubo sa kristal, makapakunhod sa mga depekto sa kristal.
4. Taas-kalidad nga Proseso sa Pagbugkos sa Kristal nga Binhi.
5. Pagmintinar sa Kalig-on sa Crystal Growth Interface Atol sa Growth Cycle.

Pangunang Teknolohiya alang sa Silicon Carbide Crystal Growth

1. Teknolohiya sa Doping alang sa Silicon Carbide Powder
   Ang doping sa silicon carbide powder nga adunay angay nga kantidad sa Ce mahimo’g mapalig-on ang pagtubo sa 4H-SiC nga mga kristal. Ang praktikal nga mga resulta nagpakita nga ang Ce doping mahimo:

• Dugangi ang rate sa pagtubo sa mga kristal nga silicon carbide.
• Kontrola ang oryentasyon sa pagtubo sa kristal, nga gihimo kini nga mas uniporme ug regular.
• Sugpuan ang pagporma sa kahugawan, pagkunhod sa mga depekto ug pagpadali sa paghimo sa single-crystal ug taas nga kalidad nga mga kristal.
• Pagpugong sa backside corrosion sa kristal ug pagpalambo sa single-crystal nga ani.

• Axial ug Radial Temperature Gradient Control Technology
  Ang gradient sa temperatura sa axial nag-una nga nakaapekto sa klase ug kahusayan sa pagtubo sa kristal. Ang sobra ka gamay nga gradient sa temperatura mahimong mosangput sa pagporma sa polycrystalline ug pagkunhod sa rate sa pagtubo. Ang husto nga axial ug radial temperature gradients nagpadali sa paspas nga pagtubo sa kristal sa SiC samtang nagpabilin ang lig-on nga kalidad sa kristal.
• Teknolohiya sa Pagkontrol sa Basal Plane Dislocation (BPD).
  Ang mga depekto sa BPD kasagarang motumaw kung ang shear stress sa kristal molapas sa kritikal nga shear stress sa SiC, nga nagpa-aktibo sa mga sistema sa slip. Tungod kay ang mga BPD tul-id sa direksyon sa pagtubo sa kristal, kini nag-una nga naporma sa panahon sa pagtubo ug pagpabugnaw sa kristal.
• Teknolohiya sa Pag-adjust sa Ratio sa Komposisyon sa Singaw Phase
  Ang pagdugang sa carbon-to-silicon ratio sa pagtubo nga palibot usa ka epektibo nga sukod aron mapalig-on ang us aka kristal nga pagtubo. Ang mas taas nga ratio sa carbon-to-silicon makapakunhod sa dagkong lakang nga paghugpong, nagpreserbar sa impormasyon sa pagtubo sa nawong sa kristal sa binhi, ug gipugngan ang pagporma sa polytype.
• Ubos-Stress Control Teknolohiya
  Ang stress sa panahon sa pagtubo sa kristal mahimong hinungdan sa pagduko sa kristal nga mga eroplano, nga mosangput sa dili maayo nga kalidad sa kristal o bisan sa pag-crack. Ang taas nga stress nagdugang usab sa mga dislokasyon sa basal nga eroplano, nga makadaot sa kalidad sa epitaxial layer ug performance sa aparato.

6-pulgada nga SiC wafer scanning nga imahe

Mga Pamaagi sa Pagpakunhod sa Stress sa mga Kristal:

• Ipahiangay ang pag-apod-apod sa natad sa temperatura ug mga parameter sa proseso aron mahimo ang hapit nga balanse nga pagtubo sa mga single nga kristal sa SiC.
• I-optimize ang istruktura sa crucible aron tugutan ang libre nga pagtubo sa kristal nga adunay gamay nga pagpugong.
• Usba ang seed crystal fixation techniques aron mamenosan ang thermal expansion mismatch tali sa seed crystal ug graphite holder. Ang kasagarang pamaagi mao ang pagbilin ug 2 mm nga gintang tali sa liso nga kristal ug graphite holder.
• Pauswaga ang mga proseso sa annealing pinaagi sa pagpatuman sa in-situ furnace annealing, pag-adjust sa temperatura ug gidugayon sa annealing aron hingpit nga mapagawas ang internal nga stress.

Umaabot nga Trend sa Silicon Carbide Crystal Growth Technology

Sa pagtan-aw sa unahan, ang taas nga kalidad nga SiC single crystal nga teknolohiya sa pag-andam molambo sa mosunod nga mga direksyon:

1. Dagkong Pag-uswag
   Ang diyametro sa silicon carbide single crystals miuswag gikan sa pipila ka milimetro ngadto sa 6-pulgada, 8-pulgada, ug mas dako pa nga 12-pulgada nga gidak-on. Ang dagkong diametro nga SiC nga mga kristal nagpauswag sa kahusayan sa produksiyon, pagpakunhod sa gasto, ug pagtagbo sa mga gipangayo sa mga high-power device.
2. Taas-kalidad nga Pag-uswag
   Ang taas nga kalidad nga SiC nga single nga mga kristal hinungdanon alang sa mga high-performance nga mga aparato. Bisan tuod adunay dakong pag-uswag, ang mga depekto sama sa micropipe, dislokasyon, ug mga hugaw anaa gihapon, nga nakaapekto sa performance ug kasaligan sa device.
3. Pagkunhod sa Gasto
   Ang taas nga gasto sa pag-andam sa kristal nga SiC naglimite sa paggamit niini sa pipila ka mga natad. Ang pag-optimize sa mga proseso sa pagtubo, pagpauswag sa kahusayan sa produksiyon, ug pagkunhod sa gasto sa hilaw nga materyal makatabang sa pagpaubos sa mga gasto sa produksiyon.
4. Intelihenteng Pag-uswag
   Sa mga pag-uswag sa AI ug dagkong datos, ang teknolohiya sa pagtubo sa kristal sa SiC labi nga mosagop sa mga intelihente nga solusyon. Ang real-time nga pag-monitor ug pagkontrol gamit ang mga sensor ug mga automated nga sistema makapauswag sa kalig-on ug pagkontrolar sa proseso. Dugang pa, ang dagkong data analytics mahimong ma-optimize ang mga parameter sa pagtubo, pagpaayo sa kalidad sa kristal ug kahusayan sa produksiyon.

Ang taas nga kalidad nga teknolohiya sa pag-andam sa usa ka kristal nga silicon carbide usa ka hinungdanon nga pokus sa panukiduki sa materyal nga semiconductor. Samtang nag-uswag ang teknolohiya, ang mga teknik sa pagtubo sa kristal sa SiC magpadayon sa pag-uswag, nga naghatag usa ka lig-on nga pundasyon alang sa mga aplikasyon sa taas nga temperatura, taas nga frequency, ug taas nga gahum nga mga natad.