SiC বৃদ্ধিতে অদৃশ্য বাধা: কেন 7N বাল্ক সিভিডি SiC কাঁচামাল ঐতিহ্যগত পাউডার প্রতিস্থাপন করছে

সিলিকন কার্বাইড (SiC) সেমিকন্ডাক্টরের জগতে, বেশিরভাগ স্পটলাইট 8-ইঞ্চি এপিটাক্সিয়াল রিঅ্যাক্টর বা ওয়েফার পলিশিংয়ের জটিলতায় জ্বলে। যাইহোক, যদি আমরা সাপ্লাই চেইনটিকে একেবারে শুরুতে ফিরে দেখি—ফিজিক্যাল ভ্যাপার ট্রান্সপোর্ট (পিভিটি) ফার্নেসের ভিতরে—একটি মৌলিক "বস্তু বিপ্লব" নিঃশব্দে ঘটছে।

বছরের পর বছর ধরে, সংশ্লেষিত SiC পাউডার শিল্পের কাজের ঘোড়া। কিন্তু উচ্চ ফলন এবং ঘন ক্রিস্টাল বাউলের ​​চাহিদা প্রায় আবেশী হয়ে উঠলে, ঐতিহ্যগত পাউডারের শারীরিক সীমাবদ্ধতা একটি ব্রেকিং পয়েন্টে পৌঁছেছে। এই কারণেই7N বাল্ক CVD SiC কাঁচামালপরিধি থেকে প্রযুক্তিগত আলোচনার কেন্দ্রে চলে গেছে।

একটি অতিরিক্ত দুই "নাইন" আসলে কি মানে?
অর্ধপরিবাহী পদার্থে, 5N (99.999%) থেকে 7N (99.99999%) পর্যন্ত লাফ একটি ছোট পরিসংখ্যানগত পরিবর্তনের মতো দেখতে হতে পারে, কিন্তু পারমাণবিক স্তরে, এটি একটি সম্পূর্ণ গেম-চেঞ্জার।

ঐতিহ্যগত গুঁড়ো প্রায়ই সংশ্লেষণের সময় প্রবর্তিত ধাতব অমেধ্যের সাথে লড়াই করে। বিপরীতে, রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD) এর মাধ্যমে উৎপাদিত বাল্ক উপাদান অপরিষ্কার ঘনত্বকে অংশ-প্রতি-বিলিয়ন (ppb) স্তরে নামিয়ে আনতে পারে। যারা হাই-পিউরিটি সেমি-ইনসুলেটিং (HPSI) ক্রিস্টাল বাড়াচ্ছে তাদের জন্য, এই স্তরের বিশুদ্ধতা শুধুমাত্র ভ্যানিটি মেট্রিক নয় - এটি একটি প্রয়োজনীয়তা। অতি-নিম্ন নাইট্রোজেন (N) বিষয়বস্তু প্রাথমিক ফ্যাক্টর যা নির্দেশ করে যে একটি সাবস্ট্রেট RF অ্যাপ্লিকেশনের চাহিদার জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা বজায় রাখতে পারে কিনা।

"কার্বন ডাস্ট" দূষণের সমাধান: ক্রিস্টাল ত্রুটির জন্য একটি শারীরিক সংশোধন

ক্রিস্টাল গ্রোথ ফার্নেসের চারপাশে সময় কাটিয়েছেন এমন যে কেউ জানেন যে "কার্বন অন্তর্ভুক্তি" চূড়ান্ত দুঃস্বপ্ন।

উৎস হিসেবে পাউডার ব্যবহার করার সময়, 2000°C-এর বেশি তাপমাত্রা প্রায়শই সূক্ষ্ম কণাগুলিকে গ্রাফিটাইজ করে বা ভেঙে পড়ে। এই ক্ষুদ্র, অসংলগ্ন "কার্বন ধূলিকণা" কণাগুলি গ্যাস স্রোত দ্বারা বহন করা যেতে পারে এবং সরাসরি ক্রিস্টাল গ্রোথ ইন্টারফেসে অবতরণ করে, স্থানচ্যুতি বা অন্তর্ভুক্তি তৈরি করে যা কার্যকরভাবে পুরো ওয়েফারটিকে স্ক্র্যাপ করে।

CVD-SiC বাল্ক উপাদান ভিন্নভাবে কাজ করে। এর ঘনত্ব প্রায় তাত্ত্বিক, যার অর্থ এটি বালির স্তূপের চেয়ে গলিত বরফের ব্লকের মতো আচরণ করে। এটি পৃষ্ঠ থেকে অভিন্নভাবে উৎকৃষ্ট হয়, শারীরিকভাবে ধূলিকণার উৎসকে কেটে দেয়। এই "পরিষ্কার বৃদ্ধি" পরিবেশটি বড়-ব্যাসের 8-ইঞ্চি ক্রিস্টালের ফলনকে ধাক্কা দেওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় ভিত্তিগত স্থিতিশীলতা প্রদান করে।

গতিবিদ্যা: 0.8 মিমি/ঘন্টা গতিসীমা ভঙ্গ করা

বৃদ্ধির হার দীর্ঘদিন ধরে SiC উৎপাদনশীলতার "অ্যাকিলিস হিল"। ঐতিহ্যগত সেটআপে, হার সাধারণত 0.3 - 0.8mm/h এর মধ্যে থাকে, যার ফলে বৃদ্ধি চক্র এক সপ্তাহ বা তার বেশি স্থায়ী হয়।

কেন বাল্ক উপাদানে স্যুইচ করা এই হারগুলিকে 1.46 মিমি/ঘণ্টাতে ঠেলে দিতে পারে? এটি তাপ ক্ষেত্রের মধ্যে ভর স্থানান্তর দক্ষতার নিচে আসে:

1. অপ্টিমাইজড প্যাকিং ঘনত্ব:ক্রুসিবলে বাল্ক উপাদানের গঠন আরও স্থিতিশীল এবং খাড়া তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট বজায় রাখতে সহায়তা করে। মৌলিক তাপগতিবিদ্যা আমাদের বলে যে একটি বৃহত্তর গ্রেডিয়েন্ট গ্যাস ফেজ পরিবহনের জন্য একটি শক্তিশালী চালিকা শক্তি প্রদান করে।

2. স্টোচিওমেট্রিক ব্যালেন্স:বাল্ক উপাদান আরও অনুমানযোগ্যভাবে উৎকৃষ্ট হয়, বৃদ্ধির শুরুতে "সি-সমৃদ্ধ" এবং শেষের দিকে "সি-সমৃদ্ধ" হওয়ার সাধারণ মাথাব্যথা দূর করে।

এই অন্তর্নিহিত স্থিতিশীলতা কাঠামোগত মানের স্বাভাবিক বাণিজ্য বন্ধ ছাড়াই স্ফটিকগুলি ঘন এবং দ্রুত বৃদ্ধি পেতে দেয়।

উপসংহার: 8-ইঞ্চি যুগের জন্য একটি অনিবার্যতা

যেহেতু শিল্পটি সম্পূর্ণরূপে 8-ইঞ্চি উৎপাদনের দিকে অগ্রসর হয়েছে, ত্রুটির জন্য মার্জিন অদৃশ্য হয়ে গেছে। উচ্চ-বিশুদ্ধতা বাল্ক উপকরণে রূপান্তর আর শুধুমাত্র একটি "পরীক্ষামূলক আপগ্রেড" নয় - এটি উচ্চ-ফলন, উচ্চ-মানের ফলাফল অনুসরণকারী নির্মাতাদের জন্য যৌক্তিক বিবর্তন।

পাউডার থেকে বাল্কে সরানো আকৃতির পরিবর্তনের চেয়ে বেশি; এটি নিচ থেকে PVT প্রক্রিয়ার একটি মৌলিক পুনর্গঠন।