سلیکن کاربائڈ کرسٹل گروتھ فرنس کے چیلنجز

The کرسٹل گروتھ فرنسسلیکن کاربائڈ کرسٹل کو اگانے کے لئے بنیادی سامان ہے ، روایتی سلیکن کرسٹل نمو کی بھٹیوں کے ساتھ مماثلت بانٹ رہا ہے۔ فرنس کا ڈھانچہ حد سے زیادہ پیچیدہ نہیں ہے ، جس میں بنیادی طور پر فرنس باڈی ، حرارتی نظام ، کوئل ڈرائیو میکانزم ، ویکیوم کے حصول اور پیمائش کا نظام ، گیس کی فراہمی کا نظام ، کولنگ سسٹم ، اور کنٹرول سسٹم پر مشتمل ہے۔ بھٹی کے اندر تھرمل فیلڈ اور عمل کے حالات سلیکن کاربائڈ کرسٹل کے معیار ، سائز اور بجلی کی چالکتا جیسے اہم پیرامیٹرز کا تعین کرتے ہیں۔

ایک طرف ، سلیکن کاربائڈ کرسٹل نمو کے دوران درجہ حرارت انتہائی زیادہ ہے اور اس کی اصل وقت میں نگرانی نہیں کی جاسکتی ہے ، لہذا بنیادی چیلنجز اس عمل میں ہی رہتے ہیں۔اہم چیلنجز مندرجہ ذیل ہیں:

(1) تھرمل فیلڈ کنٹرول میں دشواری: مہر بند اعلی درجہ حرارت والے چیمبر میں نگرانی مشکل اور بے قابو ہے۔ روایتی سلکان پر مبنی حل پر مبنی براہ راست پل کرسٹل نمو کے سازوسامان کے برعکس ، جس میں آٹومیشن کی سطح زیادہ ہوتی ہے اور قابل مشاہدہ اور ایڈجسٹ نمو کے عمل کی اجازت دیتا ہے ، سلیکن کاربائڈ کرسٹل 2،000 ° C سے اوپر مہر بند اعلی درجہ حرارت کے ماحول میں بڑھتے ہیں ، اور درجہ حرارت پر قابو پانے کے دوران درجہ حرارت پر قابو پانے کی ضرورت ہوتی ہے ، جس سے درجہ حرارت پر قابو پانے میں انتہائی چیلنج ہوتا ہے۔

(2) کرسٹل ڈھانچے کو کنٹرول چیلنجز: نمو کے عمل میں مائکروٹوبس ، پولیمورفک شمولیت ، اور سندچیوتیوں جیسے نقائص کا خطرہ ہے ، جو ایک دوسرے کے ساتھ بات چیت کرتے ہیں اور تیار ہوتے ہیں۔

مائکروٹوبس (ایم پی) کئی مائکرو میٹر سے لے کر دسیوں مائکرو میٹر تک سائز کے نقائص کے ذریعے ہیں ، اور آلات کے لئے قاتل نقائص سمجھے جاتے ہیں۔ سلیکن کاربائڈ سنگل کرسٹل میں 200 سے زیادہ مختلف کرسٹل ڈھانچے شامل ہیں ، لیکن صرف چند کرسٹل ڈھانچے (4 ایچ قسم) پیداوار کے لئے سیمیکمڈکٹر مواد کے طور پر موزوں ہیں۔ نمو کے دوران کرسٹل ڈھانچے کی تبدیلیوں سے پولیمورفک ناپاک نقائص کا باعث بن سکتا ہے ، لہذا سلیکن سے کاربن تناسب ، نمو کے درجہ حرارت کے میلان ، کرسٹل نمو کی شرح ، اور گیس کے بہاؤ/دباؤ کے پیرامیٹرز کا عین مطابق کنٹرول ضروری ہے۔

مزید برآں ، سلیکن کاربائڈ سنگل کرسٹل نمو کے دوران تھرمل فیلڈ میں درجہ حرارت کے تدریج بنیادی داخلی دباؤ اور حوصلہ افزائی نقائص جیسے سندچیوتی (بیسل طیارے کی سندچیوتی بی پی ڈی ، موڑ سندچیوتی ٹی ایس ڈی ، اور ایج ڈسپلوکیشن ٹی ای ڈی) کا نتیجہ بنتے ہیں ، جو بعد کے ایپیٹیکسیل پرتوں اور آلات کے معیار اور کارکردگی کو متاثر کرتے ہیں۔

(3) ڈوپنگ کنٹرول میں دشواری: سمت سے ڈوپڈ کنڈکٹو کرسٹل حاصل کرنے کے لئے بیرونی نجاست کو سختی سے کنٹرول کرنا چاہئے۔

(4) شرح نمو کی شرح: سلیکن کاربائڈ کی کرسٹل نمو کی شرح انتہائی سست ہے۔ اگرچہ روایتی سلیکن مواد صرف 3 دن میں ایک کرسٹل چھڑی تشکیل دے سکتا ہے ، لیکن سلیکن کاربائڈ کرسٹل سلاخوں کو 7 دن کی ضرورت ہوتی ہے ، جس کے نتیجے میں فطری طور پر کم پیداوار کی کارکردگی اور شدید محدود پیداوار ہوتی ہے۔

دوسری طرف ، پیرامیٹرز کے لئےسلکان کاربائڈ ایپیٹیکسیئل نموانتہائی سخت ہیں ، بشمول سامان کی مہر لگانے کی کارکردگی ، رد عمل چیمبر پریشر استحکام ، گیس کے تعارف کے وقت کا عین مطابق کنٹرول ، گیس کا درست تناسب ، اور جمع درجہ حرارت کا سخت انتظام۔ خاص طور پر جیسے جیسے ڈیوائس وولٹیج کی درجہ بندی میں اضافہ ہوتا ہے ، بنیادی ایپیٹیکسیل ویفر پیرامیٹرز کو کنٹرول کرنے میں دشواری میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔ مزید برآں ، جیسے جیسے ایپیٹیکسیل پرت کی موٹائی بڑھتی جارہی ہے ، موٹائی کو برقرار رکھنے اور عیب کثافت کو کم کرنے کے دوران یکساں مزاحمیت کو یقینی بنانا ایک اور بڑا چیلنج بن گیا ہے۔

بجلی کے کنٹرول سسٹم میں ، سینسروں اور ایکٹیویٹرز کے اعلی صحت سے متعلق انضمام کی ضرورت ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جاسکے کہ تمام پیرامیٹرز کو درست اور مستحکم طور پر منظم کیا جائے۔ کنٹرول الگورتھم کی اصلاح بھی اہم ہے ، کیونکہ انہیں سلیکن کاربائڈ ایپیٹیکسیل نمو کے عمل کے دوران مختلف تبدیلیوں کے مطابق ڈھالنے کے لئے فیڈ بیک سگنلز کی بنیاد پر حقیقی وقت میں کنٹرول کی حکمت عملی کو ایڈجسٹ کرنے کے قابل ہونا چاہئے۔

ایس آئی سی سبسٹریٹ مینوفیکچرنگ میں کلیدی چیلنجز:

سپلائی کی طرف سے ، کے لئےsic کرسٹل نمو بھٹی، طویل سازوسامان کی سرٹیفیکیشن سائیکل ، سوئچنگ سپلائرز سے وابستہ اعلی اخراجات ، اور استحکام کے خطرات جیسے عوامل کی وجہ سے ، گھریلو سپلائرز کو ابھی تک بین الاقوامی مرکزی دھارے میں شامل ایس آئی سی مینوفیکچررز کو سامان کی فراہمی باقی ہے۔ ان میں سے ، بین الاقوامی معروف سلیکن کاربائڈ مینوفیکچررز جیسے ولف اسپیڈ ، مربوط ، اور روہم بنیادی طور پر کرسٹل نمو کے سازوسامان کا استعمال کرتے ہیں اور گھر میں تیار ہوتے ہیں ، جبکہ دیگر بین الاقوامی مرکزی دھارے میں شامل سلیکن کاربائڈ سبسٹریٹ مینوفیکچررز بنیادی طور پر جرمن پی وی اے ٹیپلہ اور جاپانی نسن کیکئی کمپنی ، ایل ٹی ڈی سے کرسٹل نمو کے سامان خریدتے ہیں۔