Silikon karbid epitaksial o'stirish uskunasidagi optimallashtirilgan va tarjima qilingan tarkib

Silikon karbid (SiC) substratlari to'g'ridan-to'g'ri ishlov berishga to'sqinlik qiladigan ko'plab nuqsonlarga ega. Chip gofretlarini yaratish uchun epitaksial jarayon orqali SiC substratida ma'lum bir kristalli plyonka o'stirilishi kerak. Ushbu film epitaksial qatlam sifatida tanilgan. Deyarli barcha SiC qurilmalari epitaksial materiallarda amalga oshiriladi va yuqori sifatli gomoepitaxial SiC materiallari SiC qurilmasini ishlab chiqish uchun asos bo'ladi. Epitaksial materiallarning ishlashi bevosita SiC qurilmalarining ishlashini aniqlaydi.

Yuqori oqim va yuqori ishonchli SiC qurilmalari sirt morfologiyasi, nuqson zichligi, doping bir xilligi va qalinligi bir xilligiga qat'iy talablarni qo'yadi.epitaksialmateriallar. Katta o'lchamli, past nuqsonli zichlik va yuqori bir xillikdagi SiC epitaksiyasiga erishish SiC sanoatini rivojlantirish uchun juda muhim bo'ldi.

Yuqori sifatli SiC epitaksisini ishlab chiqarish ilg'or jarayonlar va uskunalarga tayanadi. Hozirgi vaqtda SiC epitaksial o'sishi uchun eng keng tarqalgan usul hisoblanadiKimyoviy bug'larning cho'kishi (CVD).CVD epitaksial plyonka qalinligi va doping kontsentratsiyasi, past nuqson zichligi, o'rtacha o'sish tezligi va avtomatlashtirilgan jarayon nazorati ustidan aniq nazoratni taklif qiladi, bu uni muvaffaqiyatli tijorat ilovalari uchun ishonchli texnologiyaga aylantiradi.

SiC CVD epitaksisiodatda issiq devorli yoki issiq devorli CVD uskunasidan foydalanadi. Yuqori o'sish harorati (1500-1700 ° S) 4H-SiC kristalli shaklining davom etishini ta'minlaydi. Gaz oqimining yo'nalishi va substrat yuzasi o'rtasidagi munosabatlarga asoslanib, ushbu CVD tizimlarining reaktsiya kameralarini gorizontal va vertikal tuzilmalarga ajratish mumkin.

SiC epitaksial pechlarining sifati asosan uchta jihat bo'yicha baholanadi: epitaksial o'sish ko'rsatkichlari (shu jumladan qalinligi bir xilligi, doping bir xilligi, nuqson tezligi va o'sish tezligi), uskunaning harorat ko'rsatkichlari (shu jumladan isitish / sovutish tezligi, maksimal harorat va haroratning bir xilligi. ), va iqtisodiy samaradorlik (shu jumladan birlik narxi va ishlab chiqarish quvvati).

SiC epitaksial o'sish pechlarining uch turi o'rtasidagi farqlar

1. Issiq devorli gorizontal CVD tizimlari:

-Xususiyatlari:Umuman olganda, gazli suzuvchi aylanish bilan boshqariladigan, gofret ichidagi ajoyib ko'rsatkichlarga erishadigan yagona gofretli katta o'lchamli o'sish tizimlari mavjud.

- Vakillik modeli:LPE ning Pe1O6, gofretni 900°C da avtomatik yuklash/tushirish imkoniyatiga ega. Yuqori o'sish sur'atlari, qisqa epitaksial tsikllar va doimiy vafer ichidagi va yugurish oralig'idagi ishlashi bilan mashhur.

-Ishlash:Qalinligi ≤30 mkm bo'lgan 4-6 dyuymli 4H-SiC epitaksial gofretlar uchun u gofret ichidagi qalinligi bir xil bo'lmaganligi ≤2%, doping konsentratsiyasining bir xil emasligi ≤5%, sirt nuqsonlari zichligi ≤1 sm-² va nuqsonsiz bo'ladi. sirt maydoni (2mm × 2mm hujayralar) ≥90%.

-Mahalliy ishlab chiqaruvchilar: Jingsheng Mechatronics, CETC 48, North Huachuang va Nasset Intelligent kabi kompaniyalar ishlab chiqarishni kengaytirilgan shunga o'xshash yagona gofretli SiC epitaksial uskunani ishlab chiqdilar.

2. Issiq devorli sayyoraviy CVD tizimlari:

-Xususiyatlari:Har bir partiyada bir nechta gofret o'sishi uchun sayyoraviy tartibga solish asoslaridan foydalaning, bu esa ishlab chiqarish samaradorligini sezilarli darajada oshiradi.

-Vakillik modellari:Aixronning AIXG5WWC (8x150mm) va G10-SiC (9x150mm yoki 6x200mm) seriyalari.

-Ishlash:Qalinligi ≤10 mkm bo'lgan 6 dyuymli 4H-SiC epitaksial gofretlar uchun u gofretlar orasidagi qalinligi og'ishi ±2,5%, gofret ichidagi qalinligi bir xil bo'lmaganligi 2%, gofretlar orasidagi doping kontsentratsiyasining og'ishi ±5% va gofret ichidagi dopingga erishadi. konsentratsiyaning bir xil emasligi <2%.

-Qiyinchiliklar:Ommaviy ishlab chiqarish ma'lumotlarining yo'qligi, harorat va oqim maydonini nazorat qilishda texnik to'siqlar va keng ko'lamli amalga oshirilmasdan davom etayotgan ilmiy-tadqiqot ishlari tufayli ichki bozorlarda cheklangan qabul qilish.

3. Kvazi-issiq devorli Vertikal CVD tizimlari:

- Xususiyatlari:Substratning yuqori tezlikda aylanishi uchun tashqi mexanik yordamdan foydalaning, chegara qatlamining qalinligini kamaytiring va epitaksial o'sish tezligini yaxshilang, nuqsonlarni nazorat qilishning o'ziga xos afzalliklari bilan.

- vakillik modellari:Nuflare ning bitta gofretli EPIREVOS6 va EPIREVOS8.

-Ishlash:50 mkm/soat dan yuqori o'sish sur'atlariga, 0,1 sm-² dan past bo'lgan sirt nuqsonlari zichligini nazorat qilish va gofret ichidagi qalinligi va doping kontsentratsiyasining bir xil emasligi mos ravishda 1% va 2,6% ga erishadi.

-Ichki rivojlanish:Xingsandai va Jingsheng Mechatronics kabi kompaniyalar shunga o'xshash uskunalarni ishlab chiqdilar, ammo keng ko'lamli foydalanishga erisha olmadilar.

Xulosa

SiC epitaksial o'sish uskunasining uchta strukturaviy turining har biri o'ziga xos xususiyatlarga ega va dastur talablariga asoslangan bozorning o'ziga xos segmentlarini egallaydi. Issiq devorli gorizontal CVD ultra tez o'sish sur'atlarini, muvozanatli sifat va bir xillikni taklif qiladi, ammo bitta gofretli ishlov berish tufayli ishlab chiqarish samaradorligi past. Issiq devorli sayyora CVD ishlab chiqarish samaradorligini sezilarli darajada oshiradi, ammo ko'p gofretli mustahkamlikni nazorat qilishda qiyinchiliklarga duch keladi. Kvazi-issiq devorli vertikal CVD murakkab tuzilishga ega bo'lgan nuqsonlarni nazorat qilishda ustunlik qiladi va katta texnik xizmat ko'rsatish va operatsion tajribani talab qiladi.

Sanoat rivojlanib borar ekan, ushbu uskuna tuzilmalarini iterativ optimallashtirish va yangilash qalinlik va nuqson talablari bo'yicha turli xil epitaksial gofret spetsifikatsiyalarini qondirishda hal qiluvchi rol o'ynaydigan tobora takomillashtirilgan konfiguratsiyalarga olib keladi.

Turli SiC epitaksial o'sish pechlarining afzalliklari va kamchiliklari

Sanoatning uzluksiz rivojlanishi bilan ushbu uch turdagi uskunalar iterativ tizimli optimallashtirish va yangilanishlardan o'tadi, bu esa qalinlik va nuqson talablari bo'yicha turli epitaksial gofret spetsifikatsiyalariga mos keladigan tobora takomillashtirilgan konfiguratsiyalarga olib keladi.