Օպտիմիզացված և թարգմանված բովանդակություն սիլիցիումի կարբիդի էպիտաքսիալ աճի սարքավորման վրա

Սիլիցիումի կարբիդի (SiC) ենթաշերտերն ունեն բազմաթիվ թերություններ, որոնք կանխում են անմիջական մշակումը: Չիպային վաֆլիներ ստեղծելու համար SiC սուբստրատի վրա պետք է աճեցվի հատուկ մեկ բյուրեղյա թաղանթ էպիտաքսիալ գործընթացի միջոցով: Այս ֆիլմը հայտնի է որպես էպիտաքսիալ շերտ: Գրեթե բոլոր SiC սարքերը պատրաստված են էպիտաքսիալ նյութերի վրա, և բարձրորակ հոմոէպիտաքսիալ SiC նյութերը հիմք են հանդիսանում SiC սարքերի մշակման համար: Epitaxial նյութերի կատարումը ուղղակիորեն որոշում է SiC սարքերի աշխատանքը:

Բարձր հոսանքի և բարձր հուսալիության SiC սարքերը խիստ պահանջներ են ներկայացնում մակերեսի մորֆոլոգիայի, արատների խտության, դոպինգի միատեսակության և հաստության միատեսակության նկատմամբ։էպիտաքսիալնյութեր. Մեծ չափի, ցածր արատների խտության և բարձր միատեսակ SiC էպիտաքսիայի ձեռքբերումը կարևոր է դարձել SiC արդյունաբերության զարգացման համար:

Բարձրորակ SiC epitaxy-ի արտադրությունը հիմնված է առաջադեմ գործընթացների և սարքավորումների վրա: Ներկայումս SiC-ի էպիտաքսիալ աճի ամենալայն կիրառվող մեթոդն էՔիմիական գոլորշիների նստեցում (CVD):CVD-ն առաջարկում է ճշգրիտ հսկողություն էպիտաքսիալ թաղանթի հաստության և դոպինգի կոնցենտրացիայի, արատների ցածր խտության, չափավոր աճի տեմպերի և գործընթացի ավտոմատ վերահսկման նկատմամբ՝ դարձնելով այն հուսալի տեխնոլոգիա հաջող առևտրային կիրառությունների համար:

SiC CVD էպիտաքսիասովորաբար օգտագործում է տաք պատի կամ տաք պատի CVD սարքավորում: Բարձր աճի ջերմաստիճանը (1500–1700°C) ապահովում է 4H-SiC բյուրեղային ձևի շարունակականությունը։ Ելնելով գազի հոսքի ուղղության և ենթաշերտի մակերեսի փոխհարաբերություններից՝ այս CVD համակարգերի ռեակցիայի խցիկները կարելի է դասակարգել հորիզոնական և ուղղահայաց կառուցվածքների:

SiC էպիտաքսիալ վառարանների որակը հիմնականում գնահատվում է երեք ասպեկտներով՝ էպիտաքսիալ աճի կատարողականություն (ներառյալ հաստության միատեսակությունը, դոպինգի միատեսակությունը, թերության արագությունը և աճի արագությունը), սարքավորումների ջերմաստիճանի կատարումը (ներառյալ ջեռուցման/սառեցման արագությունները, առավելագույն ջերմաստիճանը և ջերմաստիճանի միատեսակությունը): ), և ծախսարդյունավետությունը (ներառյալ միավորի գինը և արտադրական հզորությունը):

Տարբերությունները SiC էպիտաքսիալ աճի վառարանների երեք տեսակների միջև

1. Hot-wall Հորիզոնական CVD համակարգեր:

-Առանձնահատկություններ:Ընդհանուր առմամբ, առանձնանում են մեկ վաֆլի մեծ չափի աճի համակարգեր, որոնք պայմանավորված են գազի լողացող պտույտով, հասնելով գերազանց ներվաֆլի չափումների:

-Ներկայացուցիչ մոդել:LPE-ի Pe1O6-ը, որն ունակ է ավտոմատացված վաֆլի բեռնման/բեռնաթափման 900°C ջերմաստիճանում: Հայտնի է աճի բարձր տեմպերով, կարճ էպիտաքսիալ ցիկլերով և հետևողական ներվաֆլի և վազքի միջև:

-Կատարում:4-6 դյույմ 4H-SiC էպիտաքսիալ վաֆլիների համար ≤30 μm հաստությամբ, այն հասնում է ներվաֆլի հաստության անհավասարության ≤2%, դոպինգի կոնցենտրացիայի անհավասարության ≤5%, մակերևութային արատների խտության ≤1 սմ-² և առանց արատների: մակերեսի մակերեսը (2 մմ × 2 մմ բջիջներ) ≥90%:

-Ներքին ԱրտադրողներԸնկերություններ, ինչպիսիք են Jingsheng Mechatronics-ը, CETC 48-ը, North Huachuang-ը և Nasset Intelligent-ը, մշակել են նմանատիպ մեկ վաֆլի SiC էպիտաքսիալ սարքավորում՝ լայնածավալ արտադրությամբ:

2. Ջերմ պատի մոլորակային CVD համակարգեր:

-Առանձնահատկություններ:Օգտագործեք մոլորակային դասավորության հիմքեր՝ մեկ խմբաքանակի բազմապատիկ աճի համար՝ զգալիորեն բարելավելով ելքային արդյունավետությունը:

-Ներկայացուցչական մոդելներ:Aixtron-ի AIXG5WWC (8x150 մմ) և G10-SiC (9x150 մմ կամ 6x200 մմ) շարքերը:

-Կատարում:6 դյույմանոց 4H-SiC էպիտաքսիալ վաֆլիների համար ≤10 μm հաստությամբ, այն հասնում է միջվաֆլի հաստության շեղմանը ±2,5%, ներվաֆլի հաստության անհավասարությունը 2%, միջվաֆլի դոպինգի կոնցենտրացիայի շեղումը ±5%, և ներվաֆլի դոպինգը: կոնցենտրացիայի անհավասարություն <2%:

-Մարտահրավերներ:Սահմանափակ ընդունումը ներքին շուկաներում՝ խմբաքանակի արտադրության տվյալների բացակայության, ջերմաստիճանի և հոսքի դաշտի վերահսկման տեխնիկական խոչընդոտների և առանց լայնածավալ իրականացման շարունակական հետազոտությունների և զարգացման պատճառով:

3. Քվազի-տաք պատի ուղղահայաց CVD համակարգեր:

- Առանձնահատկություններ:Օգտագործեք արտաքին մեխանիկական օգնությունը բարձր արագությամբ ենթաշերտի պտտման համար՝ նվազեցնելով սահմանային շերտի հաստությունը և բարելավելով էպիտաքսիալ աճի արագությունը՝ թերությունների վերահսկման մեջ բնորոշ առավելություններով:

- Ներկայացուցչական մոդելներ:Nuflare-ի մեկ վաֆլի EPIREVOS6 և EPIREVOS8:

-Կատարում:Հասնում է 50 մկմ/ժ-ից ավելի աճի տեմպեր, մակերևույթի թերությունների խտության վերահսկում 0,1 սմ-²-ից ցածր և ներվաֆլի հաստությունը և դոպինգի կոնցենտրացիայի անհավասարությունը համապատասխանաբար 1% և 2,6%:

-Ներքին զարգացում:Xingsandai-ի և Jingsheng Mechatronics-ի նման ընկերությունները նախագծել են նմանատիպ սարքավորումներ, սակայն լայնածավալ օգտագործման չեն հասել:

Ամփոփում

SiC էպիտաքսիալ աճի սարքավորումների երեք կառուցվածքային տեսակներից յուրաքանչյուրն ունի հստակ բնութագրեր և զբաղեցնում է շուկայի հատուկ հատվածներ՝ ելնելով կիրառման պահանջներից: Տաք պատի հորիզոնական CVD-ն առաջարկում է ծայրահեղ արագ աճի տեմպեր և հավասարակշռված որակ և միատեսակություն, սակայն ունի արտադրության ավելի ցածր արդյունավետություն՝ մեկ վաֆլի մշակման շնորհիվ: Ջերմ պատի մոլորակային CVD-ն զգալիորեն բարձրացնում է արտադրության արդյունավետությունը, սակայն բախվում է բազմաթիվ վաֆլի հետևողականության վերահսկման հետ կապված մարտահրավերների: Քվազի-տաք պատի ուղղահայաց CVD-ն գերազանցում է թերությունների վերահսկումը բարդ կառուցվածքով և պահանջում է սպասարկման և շահագործման մեծ փորձ:

Քանի որ արդյունաբերությունը զարգանում է, այս սարքավորումների կառուցվածքների կրկնվող օպտիմիզացումը և արդիականացումը կհանգեցնեն ավելի կատարելագործված կոնֆիգուրացիաների, որոնք վճռորոշ դեր են խաղում հաստության և թերության պահանջների համար էպիտաքսիալ վաֆլի տարբեր բնութագրերի բավարարման գործում:

Տարբեր SiC էպիտաքսիալ աճի վառարանների առավելություններն ու թերությունները

Արդյունաբերության շարունակական զարգացման դեպքում այս երեք տեսակի սարքավորումները կենթարկվեն կրկնվող կառուցվածքային օպտիմալացման և արդիականացման, ինչը կհանգեցնի ավելի ու ավելի կատարելագործված կոնֆիգուրացիաների, որոնք համապատասխանում են էպիտաքսիալ վաֆլի տարբեր բնութագրերին հաստության և թերության պահանջների համար: