2 Eksperimintele resultaten en diskusje
2.1Epitaksiale laachdikte en uniformiteit
Epitaksiale laachdikte, dopingkonsintraasje en uniformiteit binne ien fan 'e kearnindikatoren foar it beoardieljen fan de kwaliteit fan epitaksiale wafels. Akkuraat kontrolearbere dikte, dopingkonsintraasje en uniformiteit binnen de wafel binne de kaai foar it garandearjen fan de prestaasjes en konsistinsje fanSiC macht apparaten, en epitaxial laach dikte en doping konsintraasje uniformiteit binne ek wichtige basis foar it mjitten fan it proses kapasiteit fan epitaxial apparatuer.
figuer 3 toant de dikte uniformiteit en ferdieling kromme fan 150 mm en 200 mmSiC epitaksiale wafers. It kin sjoen wurde út de figuer dat de epitaxial laach dikte ferdieling kromme is symmetrysk oer it sintrum punt fan de wafel. De epitaksiale proses tiid is 600s, de gemiddelde epitaxial laach dikte fan de 150mm epitaxial wafer is 10,89 um, en de dikte uniformiteit is 1,05%. Troch berekkening is de epitaksiale groeisnelheid 65,3 um / h, wat in typysk fluch epitaksiaal prosesnivo is. Under deselde epitaksiale prosestiid is de dikte fan 'e epitaksiale laach fan' e 200 mm epitaksiale wafel 10,10 um, de dikteuniformiteit is binnen 1,36%, en de totale groeisnelheid is 60,60 um / h, wat wat leger is as de 150 mm epitaksiale groei taryf. Dit komt om't der dúdlik ferlies lâns de wei doe't de silisium boarne en koalstof boarne stream út 'e streamop fan' e reaksje keamer troch de wafel oerflak oan 'e streamôfwerts fan' e reaksje keamer, en de 200 mm wafer gebiet is grutter as de 150 mm. It gas streamt troch it oerflak fan 'e 200 mm wafer foar in langere ôfstân, en it boarnegas dat ûnderweis ferbrûkt is mear. Under de betingst dat de wafel draait bliuwt, is de totale dikte fan 'e epitaksiale laach tinner, sadat de groei stadiger is. Oer it algemien is de dikte-uniformiteit fan 150 mm en 200 mm epitaksiale wafers poerbêst, en de prosesmooglikheid fan 'e apparatuer kin foldwaan oan' e easken fan heechweardige apparaten.
2.2 Epitaksiale laach doping konsintraasje en uniformiteit
Figuer 4 toant de doping konsintraasje uniformiteit en curve ferdieling fan 150 mm en 200 mmSiC epitaksiale wafers. As kin sjoen wurde út de figuer, de konsintraasje distribúsje kromme op de epitaxial wafel hat dúdlike symmetry relatyf oan it sintrum fan de wafel. De dopingkonsintraasjeuniformiteit fan 'e epitaksiale lagen fan 150 mm en 200 mm is respektivelik 2,80% en 2,66%, dy't binnen 3% kinne wurde regele, wat in poerbêst nivo is foar ferlykbere ynternasjonale apparatuer. De dopingkonsintraasjekromme fan 'e epitaksiale laach wurdt ferdield yn in "W" foarm lâns de diameterrjochting, dy't benammen bepaald wurdt troch it streamfjild fan 'e horizontale hotmuorre epitaksiale oven, om't de luchtstreamrjochting fan' e horizontale luchtstream epitaksiale groeiofen is fan de loft ynlaat ein (streamop) en streamt út de streamôfwerts ein yn in laminar wize troch de wafel oerflak; om't de "ûnderweis útputting" taryf fan 'e koalstofboarne (C2H4) heger is as dy fan' e silisiumboarne (TCS), as de wafel draait, nimt de eigentlike C / Si op it wafelflak stadichoan ôf fan 'e râne nei it sintrum (de koalstofboarne yn it sintrum is minder), neffens de "teory fan konkurrinsjeposysje" fan C en N, nimt de dopingkonsintraasje yn it sintrum fan 'e wafel stadichoan ôf nei de râne, yn Om poerbêste konsintraasjeuniformiteit te krijen, wurdt de râne N2 tafoege as kompensaasje tidens it epitaksiale proses om de fermindering fan dopingkonsintraasje fan it sintrum nei de râne te fertragen, sadat de definitive dopingkonsintraasjekromme in "W" foarm presintearret.
2.3 Epitaksiale laach mankeminten
Neist dikte en dopingkonsintraasje is it nivo fan kontrôle fan epitaksiale laachdefekten ek in kearnparameter foar it mjitten fan de kwaliteit fan epitaksiale wafels en in wichtige yndikator fan it prosesfermogen fan epitaksiale apparatuer. Hoewol't SBD en MOSFET hawwe ferskillende easken foar defekten, de mear foar de hân lizzende oerflak morfology defekten lykas drop defekten, trijehoek mankeminten, carrot mankeminten, komeet mankeminten, ensfh wurde definiearre as killer defekten fan SBD en MOSFET apparaten. De kâns op falen fan chips dy't dizze mankeminten befetsje is heech, dus it kontrolearjen fan it oantal killer mankeminten is ekstreem wichtich foar it ferbetterjen fan de chipopbringst en it ferminderjen fan kosten. Figuer 5 toant de ferdieling fan killer defekten fan 150 mm en 200 mm SiC epitaksiale wafels. Under de betingst dat d'r gjin dúdlike ûnbalâns is yn 'e C / Si-ferhâlding, kinne woarteldefekten en komeetdefekten yn prinsipe wurde elimineare, wylst dripdefekten en trijehoekdefekten relatearre binne oan' e skjinenskontrôle tidens de wurking fan epitaksiale apparatuer, it ûnreinensnivo fan grafyt dielen yn 'e reaksje keamer, en de kwaliteit fan it substraat. Ut Tabel 2 kin sjoen wurde dat de killer defect tichtens fan 150 mm en 200 mm epitaxial wafers kinne wurde regele binnen 0,3 dieltsjes / cm2, dat is in poerbêst nivo foar deselde soarte fan apparatuer. It fatale defektdichtheidskontrôlenivo fan 150 mm epitaksiale wafer is better dan dat fan 200 mm epitaksiale wafel. Dit komt omdat it substraat tarieding proses fan 150 mm is mear folwoeksen as dy fan 200 mm, de substraat kwaliteit is better, en it ûnreinens kontrôle nivo fan 150 mm grafyt reaksje keamer is better.
2.4 Epitaxial wafer oerflak rûchheid
Figuer 6 toant de AFM-ôfbyldings fan it oerflak fan 150 mm en 200 mm SiC epitaksiale wafers. It kin sjoen wurde út de figuer dat it oerflak woartel betsjut fjouwerkante rûchheid Ra fan 150 mm en 200 mm epitaxial wafers is respektivelik 0,129 nm en 0,113 nm, en it oerflak fan de epitaxial laach is glêd sûnder fanselssprekkend makro-stap aggregation fenomeen. Dit ferskynsel lit sjen dat de groei fan de epitaxial laach altyd ûnderhâldt de stap flow groei modus yn de hiele epitaxial proses, en gjin stap aggregation optreedt. It kin sjoen wurde dat troch it brûken fan it optimalisearre epitaksiale groeiproses, glêde epitaksiale lagen kinne wurde krigen op 150 mm en 200 mm lege hoeke substraten.
3 Konklúzje
De 150 mm en 200 mm 4H-SiC homogene epitaksiale wafers waarden mei súkses taret op húshâldlike substraten mei de sels ûntwikkele 200 mm SiC epitaksiale groeiapparatuer, en it homogene epitaksiale proses geskikt foar 150 mm en 200 mm waard ûntwikkele. De epitaksiale groei kin grutter wêze as 60 μm / h. Wylst foldogge oan de hege snelheid epitaksy eask, de epitaxial wafer kwaliteit is poerbêst. De dikte uniformiteit fan de 150 mm en 200 mm SiC epitaxial wafers kin wurde regele binnen 1,5%, de konsintraasje uniformiteit is minder as 3%, de fatale defekt tichtens is minder as 0,3 dieltsjes / cm2, en de epitaxial oerflak rûchheid woartel gemiddelde fjouwerkante Ra is minder as 0,15 nm. De kearnproses-yndikatoaren fan 'e epitaksiale wafels binne op it avansearre nivo yn' e yndustry.
Boarne: Electronic Industry Special Equipment
Auteur: Xie Tianle, Li Ping, Yang Yu, Gong Xiaoliang, Ba Sai, Chen Guoqin, Wan Shengqiang
(48th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Changsha, Hunan 410111)
Post tiid: Sep-04-2024