সিলিকন কার্বাইড ক্রিস্টাল গ্রোথ ফার্নেসের প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ

সিলিকন কার্বাইড (SiC) ক্রিস্টাল গ্রোথ ফার্নেস এর ভিত্তিপ্রস্তরSiC ওয়েফারউত্পাদন ঐতিহ্যগত সিলিকন ক্রিস্টাল গ্রোথ ফার্নেসের সাথে মিল শেয়ার করার সময়, উপাদানের চরম বৃদ্ধির অবস্থা এবং জটিল ত্রুটি গঠনের প্রক্রিয়ার কারণে SiC ফার্নেসগুলি অনন্য চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন হয়। এই চ্যালেঞ্জগুলিকে বিস্তৃতভাবে দুটি ক্ষেত্রে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে: স্ফটিক বৃদ্ধি এবং এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধি।

ক্রিস্টাল গ্রোথ চ্যালেঞ্জ:

SiC স্ফটিক বৃদ্ধি একটি উচ্চ-তাপমাত্রা, আবদ্ধ পরিবেশের উপর সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণের দাবি করে, যা পর্যবেক্ষণ এবং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণকে ব্যতিক্রমীভাবে কঠিন করে তোলে। মূল চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে রয়েছে:

(1) তাপীয় ক্ষেত্র নিয়ন্ত্রণ: সিল করা, উচ্চ-তাপমাত্রার চেম্বারের মধ্যে একটি স্থিতিশীল এবং অভিন্ন তাপমাত্রা প্রোফাইল বজায় রাখা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ কিন্তু অত্যন্ত চ্যালেঞ্জিং। সিলিকনের জন্য ব্যবহৃত নিয়ন্ত্রণযোগ্য গলে-বৃদ্ধি প্রক্রিয়ার বিপরীতে, SiC ক্রিস্টাল বৃদ্ধি 2,000°C এর উপরে ঘটে, যা রিয়েল-টাইম পর্যবেক্ষণ এবং সমন্বয় প্রায় অসম্ভব করে তোলে। সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ পছন্দসই স্ফটিক বৈশিষ্ট্য অর্জনের জন্য সর্বাপেক্ষা গুরুত্বপূর্ণ।

(2) পলিটাইপ এবং ত্রুটি নিয়ন্ত্রণ: বৃদ্ধি প্রক্রিয়াটি মাইক্রোপাইপ (এমপি), পলিটাইপ অন্তর্ভুক্তি এবং স্থানচ্যুতিগুলির মতো ত্রুটিগুলির জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল, প্রতিটি ক্রিস্টাল গুণমানকে প্রভাবিত করে। এমপি, আকারে বেশ কয়েকটি মাইক্রনের অনুপ্রবেশকারী ত্রুটিগুলি ডিভাইসের কার্যকারিতার জন্য বিশেষভাবে ক্ষতিকারক। SiC 200 টিরও বেশি পলিটাইপের মধ্যে বিদ্যমান, শুধুমাত্র 4H কাঠামো সেমিকন্ডাক্টর অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত। পলিটাইপ অন্তর্ভুক্তি কমানোর জন্য স্টোইচিওমেট্রি, তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট, বৃদ্ধির হার এবং গ্যাস প্রবাহের গতিশীলতা নিয়ন্ত্রণ করা অপরিহার্য। তদ্ব্যতীত, গ্রোথ চেম্বারের মধ্যে তাপীয় গ্রেডিয়েন্টগুলি নেটিভ স্ট্রেসকে প্ররোচিত করতে পারে, যা বিভিন্ন স্থানচ্যুতি (বেসাল প্লেন ডিসলোকেশনস (বিপিডি), থ্রেডিং স্ক্রু ডিসলোকেশন (টিএসডি), থ্রেডিং এজ ডিসলোকেশন (টিইডি)) হতে পারে যা পরবর্তী এপিটাক্সি এবং ডিভাইসের কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে।

(3) অপবিত্রতা নিয়ন্ত্রণ: সুনির্দিষ্ট ডোপিং প্রোফাইলগুলি অর্জনের জন্য বাহ্যিক অমেধ্যগুলির উপর সতর্কতামূলক নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন। কোন অনিচ্ছাকৃত দূষণ চূড়ান্ত স্ফটিকের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন করতে পারে।

(4) ধীর বৃদ্ধির হার: SiC ক্রিস্টাল বৃদ্ধি সিলিকনের তুলনায় সহজাতভাবে ধীর। যদিও একটি সিলিকন ইনগট 3 দিনে জন্মাতে পারে, SiC এর জন্য 7 দিন বা তার বেশি সময় লাগে, যা উল্লেখযোগ্যভাবে উত্পাদন দক্ষতা এবং আউটপুটকে প্রভাবিত করে।

এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ চ্যালেঞ্জ:

SiC এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধি, ডিভাইস কাঠামো গঠনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ, প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির উপর এমনকি কঠোর নিয়ন্ত্রণের দাবি করে:

উচ্চ নির্ভুলতা নিয়ন্ত্রণ:চেম্বারের হারমেটিসিটি, চাপের স্থিতিশীলতা, সুনির্দিষ্ট গ্যাস সরবরাহের সময় এবং রচনা এবং কঠোর তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ পছন্দসই এপিটাক্সিয়াল স্তরের বৈশিষ্ট্যগুলি অর্জনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। ডিভাইস ভোল্টেজের প্রয়োজনীয়তা বৃদ্ধির সাথে এই চাহিদাগুলি আরও কঠোর হয়ে ওঠে।

অভিন্নতা এবং ত্রুটির ঘনত্ব:ঘন এপিটাক্সিয়াল স্তরগুলিতে অভিন্ন প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং কম ত্রুটির ঘনত্ব বজায় রাখা একটি উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে।

উন্নত নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা:উচ্চ-নির্ভুল সেন্সর এবং অ্যাকুয়েটর সহ অত্যাধুনিক ইলেক্ট্রোমেকানিকাল নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা সঠিক এবং স্থিতিশীল পরামিতি নিয়ন্ত্রণের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। প্রক্রিয়া প্রতিক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে রিয়েল-টাইম সামঞ্জস্য করতে সক্ষম উন্নত নিয়ন্ত্রণ অ্যালগরিদমগুলি SiC এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধির জটিলতাগুলি নেভিগেট করার জন্য অপরিহার্য।

এসআইসি প্রযুক্তির সম্পূর্ণ সম্ভাবনা আনলক করার জন্য এই প্রযুক্তিগত বাধাগুলি অতিক্রম করা অপরিহার্য। ফার্নেস ডিজাইন, প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ, এবং ইন-সিটু পর্যবেক্ষণ কৌশলগুলিতে ক্রমাগত অগ্রগতি উচ্চ-পারফরম্যান্স ইলেকট্রনিক্সে এই প্রতিশ্রুতিশীল উপাদানটিকে ব্যাপকভাবে গ্রহণ করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ৷**