Silikon Karbid Epitaksial Böyümə Avadanlığında Optimallaşdırılmış və Tərcümə edilmiş Məzmun

Silikon karbid (SiC) substratları birbaşa emalın qarşısını alan çoxsaylı qüsurlara malikdir. Çip vafliləri yaratmaq üçün epitaksial proses vasitəsilə SiC substratında xüsusi bir kristal film yetişdirilməlidir. Bu film epitaksial təbəqə kimi tanınır. Demək olar ki, bütün SiC cihazları epitaksial materiallarda həyata keçirilir və yüksək keyfiyyətli homoepitaksial SiC materialları SiC cihazının inkişafı üçün əsas təşkil edir. Epitaksial materialların performansı birbaşa SiC cihazlarının işini müəyyən edir.

Yüksək cərəyanlı və yüksək etibarlılığa malik SiC cihazları səthin morfologiyasına, qüsur sıxlığına, dopinq vahidliyinə və qalınlığın vahidliyinə ciddi tələblər qoyur.epitaksialmateriallar. Böyük ölçülü, aşağı qüsurlu sıxlıq və yüksək vahid SiC epitaksiyasına nail olmaq SiC sənayesinin inkişafı üçün kritik hala gəldi.

Yüksək keyfiyyətli SiC epitaksisinin istehsalı qabaqcıl proseslərə və avadanlıqlara əsaslanır. Hal-hazırda, SiC epitaksial artım üçün ən çox istifadə edilən üsuldurKimyəvi Buxar Çöküntüsü (CVD).CVD epitaksial film qalınlığı və dopinq konsentrasiyası, aşağı qüsur sıxlığı, orta böyümə sürəti və avtomatlaşdırılmış proses nəzarəti üzərində dəqiq nəzarət təklif edir ki, bu da onu uğurlu kommersiya tətbiqləri üçün etibarlı texnologiya edir.

SiC CVD epitaksisiümumiyyətlə isti divarlı və ya isti divarlı CVD avadanlıqlarından istifadə edir. Yüksək böyümə temperaturları (1500–1700°C) 4H-SiC kristal formasının davamını təmin edir. Qaz axınının istiqaməti ilə substrat səthi arasındakı əlaqəyə əsasən, bu CVD sistemlərinin reaksiya kameraları üfüqi və şaquli strukturlara təsnif edilə bilər.

SiC epitaksial sobaların keyfiyyəti əsasən üç aspekt üzrə qiymətləndirilir: epitaksial böyümə performansı (o cümlədən qalınlığın vahidliyi, qatqı vahidliyi, qüsur dərəcəsi və böyümə sürəti), avadanlığın temperatur göstəriciləri (istilik/soyutma dərəcələri, maksimum temperatur və temperatur vahidliyi daxil olmaqla). ) və iqtisadi səmərəlilik (vahidin qiyməti və istehsal gücü daxil olmaqla).

SiC Epitaksial böyümə sobalarının üç növü arasındakı fərqlər

1. İsti divarlı Horizontal CVD Sistemləri:

-Xüsusiyyətlər:Ümumiyyətlə, mükəmməl intravafer ölçülərinə nail olmaqla, qaz üzən fırlanma ilə idarə olunan tək vafli böyük ölçülü böyümə sistemlərinə malikdir.

- Təmsilçi Model:LPE-nin Pe1O6, 900°C-də avtomatlaşdırılmış vafli yükləmə/boşaltma qabiliyyətinə malikdir. Yüksək artım templəri, qısa epitaksial dövrlər və ardıcıl intra-wafer və inter-run performansı ilə tanınır.

-Performans:Qalınlığı ≤30μm olan 4-6 düymlük 4H-SiC epitaksial vaflilər üçün o, vaflidaxili qalınlığın qeyri-bərabərliyinə ≤2%, qatqı konsentrasiyasının qeyri-bərabərliyinə ≤5%, səth qüsurunun sıxlığına ≤1 sm-² və qüsursuz nail olur. səth sahəsi (2mm×2mm hüceyrələr) ≥90%.

-Yerli İstehsalçılar: Jingsheng Mechatronics, CETC 48, North Huachuang və Nasset Intelligent kimi şirkətlər miqyaslı istehsala malik oxşar tək vafli SiC epitaksial avadanlıq hazırlayıblar.

2. İsti divarlı Planet CVD Sistemləri:

-Xüsusiyyətlər:Çıxış səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıraraq, hər partiyada çoxlu vafli artım üçün planetar tənzimləmə əsaslarından istifadə edin.

-Nümayəndə Modelləri:Aixtronun AIXG5WWC (8x150mm) və G10-SiC (9x150mm və ya 6x200mm) seriyası.

-Performans:Qalınlığı ≤10μm olan 6 düymlük 4H-SiC epitaksial vaflilər üçün o, vaflilər arası qalınlığın sapmasına ±2,5%, vaflidaxili qalınlığın qeyri-bərabərliyinə 2%, vaflilər arası qatqı konsentrasiyasının sapmasına ±5% və vaflidaxili dopinqə nail olur. konsentrasiyanın qeyri-bərabərliyi <2%.

-Çağırışlar:Partiya istehsalı məlumatlarının olmaması, temperatur və axın sahəsinə nəzarətdə texniki maneələr və geniş miqyaslı həyata keçirilmədən davam edən Ar-Ge səbəbiylə daxili bazarlarda məhdud qəbul.

3. Kvazi-isti divarlı Şaquli CVD Sistemləri:

- Xüsusiyyətlər:Qüsurlara nəzarətdə xas üstünlüklərlə sərhəd təbəqəsinin qalınlığını azaltmaq və epitaksial böyümə sürətini yaxşılaşdırmaq üçün substratın yüksək sürətli fırlanması üçün xarici mexaniki yardımdan istifadə edin.

- Nümayəndə Modellər:Nuflare'nin tək vafli EPIREVOS6 və EPIREVOS8.

-Performans:50μm/saat-dan çox böyümə sürətinə, 0,1 sm-²-dən aşağı səth qüsurunun sıxlığına nəzarətə və müvafiq olaraq 1% və 2.6% vafli qalınlığı və dopinq konsentrasiyasının qeyri-bərabərliyinə nail olur.

-Daxili İnkişaf:Xingsandai və Jingsheng Mechatronics kimi şirkətlər oxşar avadanlıq dizayn etmişlər, lakin geniş miqyaslı istifadəyə nail ola bilməyiblər.

Xülasə

SiC epitaksial böyümə avadanlığının üç struktur növünün hər biri fərqli xüsusiyyətlərə malikdir və tətbiq tələblərinə əsaslanan xüsusi bazar seqmentlərini tutur. İsti divarlı üfüqi CVD ultra sürətli böyümə sürəti və balanslaşdırılmış keyfiyyət və vahidlik təklif edir, lakin tək vafli emal sayəsində daha aşağı istehsal səmərəliliyinə malikdir. İsti divarlı planetar CVD istehsalın səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır, lakin çox vafli ardıcıllığa nəzarətdə çətinliklərlə üzləşir. Kvazi-isti divarlı şaquli CVD mürəkkəb quruluşa malik qüsurlara nəzarətdə üstündür və geniş texniki xidmət və əməliyyat təcrübəsi tələb edir.

Sənaye inkişaf etdikcə, bu avadanlıq strukturlarında təkrarlanan optimallaşdırma və təkmilləşdirmələr qalınlıq və qüsur tələbləri üçün müxtəlif epitaksial vafli spesifikasiyalarına cavab verməkdə mühüm rol oynayaraq getdikcə daha dəqiqləşdirilmiş konfiqurasiyalara səbəb olacaqdır.

Müxtəlif SiC Epitaksial Böyümə Ocaqlarının Üstünlükləri və Dezavantajları

Davamlı sənaye inkişafı ilə, bu üç növ avadanlıq iterativ struktur optimallaşdırmasına və təkmilləşdirməyə məruz qalacaq və qalınlıq və qüsur tələbləri üçün müxtəlif epitaksial vafli spesifikasiyalarına uyğun gələn getdikcə daha dəqiqləşdirilmiş konfiqurasiyalara səbəb olacaqdır.