Цахиурын карбидын эпитаксиаль өсөлтийн төхөөрөмжийн оновчтой, орчуулсан контент

Цахиурын карбидын (SiC) субстратууд нь шууд боловсруулалт хийхээс сэргийлдэг олон тооны согогтой байдаг. Чиптэй вафель үүсгэхийн тулд SiC субстрат дээр эпитаксиаль процессоор тодорхой нэг талст хальсыг ургуулсан байх ёстой. Энэ хальсыг эпитаксиаль давхарга гэж нэрлэдэг. Бараг бүх SiC төхөөрөмжүүд нь эпитаксиаль материал дээр хийгдсэн бөгөөд өндөр чанартай гомоэпитаксиал SiC материалууд нь SiC төхөөрөмжийг хөгжүүлэх үндэс суурь болдог. Эпитаксийн материалын гүйцэтгэл нь SiC төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг шууд тодорхойлдог.

Өндөр гүйдэлтэй, өндөр найдвартай SiC төхөөрөмжүүд нь гадаргуугийн морфологи, согогийн нягтрал, допингийн жигд байдал, зузааны жигд байдалд хатуу шаардлага тавьдаг.эпитаксиальматериал. Том хэмжээтэй, бага согогтой нягтралтай, өндөр нэгэн төрлийн SiC эпитаксид хүрэх нь SiC үйлдвэрлэлийн хөгжилд чухал ач холбогдолтой болсон.

Өндөр чанартай SiC эпитакси үйлдвэрлэх нь дэвшилтэт процесс, тоног төхөөрөмжид тулгуурладаг. Одоогийн байдлаар SiC эпитаксиаль өсөлтийн хамгийн өргөн хэрэглэгддэг арга юмХимийн уурын хуримтлал (CVD).CVD нь эпитаксиаль хальсны зузаан ба допингийн концентрацийг нарийн хянах, гажиг бага нягтрал, дунд зэргийн өсөлтийн хурд, автоматжуулсан процессын хяналт зэргийг санал болгодог бөгөөд энэ нь амжилттай арилжааны хэрэглээнд найдвартай технологи болгодог.

SiC CVD эпитаксиерөнхийдөө халуун хана эсвэл дулаан хананы CVD төхөөрөмжийг ашигладаг. Өндөр өсөлтийн температур (1500-1700 ° C) нь 4H-SiC талст хэлбэрийг үргэлжлүүлэхийг баталгаажуулдаг. Хийн урсгалын чиглэл ба субстратын гадаргуугийн хоорондын хамаарал дээр үндэслэн эдгээр ЗСӨ-ийн системийн урвалын камерыг хэвтээ ба босоо бүтэц гэж ангилж болно.

SiC эпитаксиаль зуухны чанарыг үндсэндээ гурван хүчин зүйлээр үнэлдэг: эпитаксийн өсөлтийн гүйцэтгэл (зузаан жигд байдал, допингийн жигд байдал, согогийн хурд, өсөлтийн хурд гэх мэт), тоног төхөөрөмжийн температурын гүйцэтгэл (халаах/хөргөлтийн хурд, хамгийн их температур, температурын жигд байдал гэх мэт). ), зардлын үр ашиг (нэгж үнэ, үйлдвэрлэлийн хүчин чадлыг оруулаад).

Гурван төрлийн SiC эпитаксиаль өсөлтийн зуухны ялгаа

1. Халуун хананы хэвтээ CVD системүүд:

-Онцлогууд:Ерөнхийдөө хийн хөвөгч эргүүлэх замаар удирддаг нэг өргүүртэй том хэмжээтэй өсөлтийн системүүд нь вафель доторх маш сайн хэмжүүрүүдэд хүрдэг.

-Төлөөлөгч загвар:LPE-ийн Pe1O6 нь 900°С-т өрмөнцийг автоматаар ачих/буулгах чадвартай. Өндөр өсөлтийн хурдтай, богино эпитаксиаль циклүүд, вафер доторх болон гүйлтийн хоорондын тогтвортой гүйцэтгэлээрээ алдартай.

-Гүйцэтгэл:≤30μm зузаантай 4-6 инчийн 4H-SiC эпитаксиаль хавтангийн хувьд ≤2%, допингийн концентраци жигд бус, гадаргуугийн нягтрал ≤1 см-², согоггүй болно. гадаргуугийн талбай (2мм×2мм эсүүд) ≥90%.

-Дотоодын үйлдвэрлэгчид: Jingsheng Mechatronics, CETC 48, North Huachuang, Nasset Intelligent зэрэг компаниуд ижил төрлийн нэг талст бүрхэвчтэй SiC эпитаксиаль төхөөрөмжийг бүтээж, үйлдвэрлэлээ өргөжүүлсэн.

2. Дулаан ханатай гаригийн CVD системүүд:

-Онцлогууд:Багц бүрт олон ширхэгтэй ургуулахын тулд гаригийн зохион байгуулалтын суурийг ашигласнаар гаралтын үр ашгийг мэдэгдэхүйц сайжруулна.

-Төлөөлөгч загварууд:Aixtron-ийн AIXG5WWC (8х150мм) ба G10-SiC (9х150мм эсвэл 6х200мм) цуврал.

-Гүйцэтгэл:≤10μm зузаантай 6 инчийн 4H-SiC эпитаксиаль хавтангийн хувьд энэ нь өргүүр хоорондын зузаанын хазайлт ±2.5%, вафель доторх зузаан жигд бус байдал 2%, вафель хоорондын допингийн концентрацийн хазайлт ±5%, хавтан доторх допинг зэрэгт хүрдэг. концентрацийн жигд бус байдал <2%.

-Сорилтууд:Багцын үйлдвэрлэлийн мэдээлэл дутмаг, температур, урсгалын талбайн хяналтад техникийн саад тотгор учруулсан, өргөн цар хүрээтэй хэрэгжүүлээгүй R&D зэрэг шалтгаанаар дотоодын зах зээлд нэвтрүүлэх хязгаарлагдмал.

3. Бараг халуун ханатай босоо CVD системүүд:

- Онцлогууд:Гадны механик тусламжийг ашиглан субстратын өндөр хурдтай эргэлтийг хийж, хилийн давхаргын зузааныг багасгаж, эпитаксиаль өсөлтийн хурдыг сайжруулж, согогийг хянах давуу талтай.

- Төлөөлөгч загварууд:Nuflare-ийн дан хавтан EPIREVOS6 ба EPIREVOS8.

-Гүйцэтгэл:50μm/цаг-аас дээш өсөлтийн хурдтай, 0.1 см-²-ээс доош гадаргуугийн согогийн нягтралын хяналт, 1% ба 2.6% -ийн дотор талст ялтсын зузаан ба допингийн концентрацийн жигд бус байдалд хүрдэг.

-Дотоодын хөгжил:Xingsandai, Jingsheng Mechatronics зэрэг компаниуд ижил төстэй тоног төхөөрөмжийг зохион бүтээсэн боловч өргөн цар хүрээтэй хэрэглээнд хүрч чадаагүй байна.

Дүгнэлт

SiC эпитаксиаль өсөлтийн гурван бүтцийн төрөл бүр нь өөр өөр шинж чанартай бөгөөд хэрэглээний шаардлагад үндэслэн зах зээлийн тодорхой сегментүүдийг эзэлдэг. Халуун хананы хэвтээ CVD нь хэт хурдацтай өсөлтийн хурд, тэнцвэртэй чанар, жигд байдлыг санал болгодог боловч дан хавтан боловсруулдаг тул үйлдвэрлэлийн үр ашиг багатай байдаг. Дулаан ханатай гаригийн CVD нь үйлдвэрлэлийн үр ашгийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг боловч олон талт хавтангийн тууштай байдлыг хянахад бэрхшээлтэй тулгардаг. Бараг халуун ханатай босоо CVD нь нарийн төвөгтэй бүтэцтэй согогтой тэмцэхэд маш сайн бөгөөд асар их засвар үйлчилгээ, үйл ажиллагааны туршлага шаарддаг.

Аж үйлдвэр хөгжихийн хэрээр эдгээр тоног төхөөрөмжийн бүтцийн давталттай оновчлол, шинэчлэлтүүд нь илүү боловсронгуй тохиргоонд хүргэж, зузаан, согогийн шаардлагад тавигдах янз бүрийн эпитаксиаль хавтанцарын үзүүлэлтүүдийг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Янз бүрийн SiC эпитаксиаль өсөлтийн зуухны давуу болон сул талууд

Аж үйлдвэр тасралтгүй хөгжихийн хэрээр эдгээр гурван төрлийн тоног төхөөрөмжид бүтцийн оновчлол, шинэчлэлтүүд давтагдах бөгөөд ингэснээр зузаан, согогийн шаардлагад янз бүрийн эпитаксиаль хавтанцарын үзүүлэлтүүдтэй нийцэх тохиргоо улам боловсронгуй болно.