2 Torthaí turgnamhacha agus plé
2.1Ciseal epitaxialtiús agus aonfhoirmeacht
Tá tiús ciseal epitaxial, tiúchan dópála agus aonfhoirmeacht ar cheann de na táscairí lárnacha chun cáilíocht na sliseog epitaxial a mheas. Is iad tiús atá inrialaithe go cruinn, tiúchan dópála agus aonfhoirmeacht laistigh den wafer an eochair chun feidhmíocht agus comhsheasmhacht a chinntiú.Gléasanna cumhachta SiC, agus tá tiús ciseal epitaxial agus aonfhoirmeacht tiúchan dópála ina mbunús tábhachtach freisin chun cumas próisis trealaimh epitaxial a thomhas.
Taispeánann Figiúr 3 an aonfhoirmeacht tiús agus an cuar dáileacháin de 150 mm agus 200 mmsliseog epitaxial SIC. Is féidir a fheiceáil ón bhfigiúr go bhfuil cuar dáileadh tiús ciseal epitaxial siméadrach thart ar lárphointe an wafer. Is é an t-am próiseas epitaxial ná 600s, is é 10.89 um an meán-thiús ciseal epitaxial den wafer epitaxial 150mm, agus is é 1.05% an aonfhoirmeacht tiús. Trí ríomh, is é 65.3 um/h an ráta fáis epitaxial, arb é an gnáthleibhéal próisis epitaxial tapa é. Faoin am próiseas epitaxial céanna, is é 10.10 um tiús ciseal epitaxial an wafer epitaxial 200 mm, tá aonfhoirmeacht an tiús laistigh de 1.36%, agus is é 60.60 um / h an ráta fáis foriomlán, atá beagán níos ísle ná an fás epitaxial 150 mm. ráta. Tá sé seo toisc go bhfuil caillteanas soiléir ar an mbealach nuair a shreabhann an fhoinse sileacain agus an fhoinse carbóin ó thuas an tsrutha den seomra imoibrithe tríd an dromchla wafer go dtí an sruth ón seomra imoibrithe, agus tá an limistéar wafer 200 mm níos mó ná an 150 mm. Sreabhann an gás trí dhromchla an wafer 200 mm ar feadh achar níos faide, agus is mó an gás foinse a chaitear ar an mbealach. Faoin gcoinníoll go gcoimeádann an wafer rothlach, tá tiús iomlán an chiseal epitaxial níos tanaí, agus mar sin tá an ráta fáis níos moille. Ar an iomlán, tá aonfhoirmeacht tiús na sliseog epitaxial 150 mm agus 200 mm den scoth, agus is féidir le cumas próiseas an trealaimh riachtanais feistí ardteochta a chomhlíonadh.
2.2 Tiúchan agus aonfhoirmeacht dópála ciseal epitaxial
Taispeánann Figiúr 4 aonfhoirmeacht an tiúchan dópála agus dáileadh cuar 150 mm agus 200 mmsliseog epitaxial SIC. Mar is léir ón bhfigiúr, tá siméadracht shoiléir ag an gcuar dáileacháin tiúchana ar an sliseog epitaxial i gcomparáid le lár an wafer. Is é aonfhoirmeacht tiúchan dópála na sraitheanna epitaxial 150 mm agus 200 mm faoi seach 2.80% agus 2.66% faoi seach, ar féidir iad a rialú laistigh de 3%, atá ina leibhéal den scoth le haghaidh trealamh idirnáisiúnta den chineál céanna. Déantar cuar tiúchan dópála an chiseal epitaxial a dháileadh i gcruth "W" ar feadh an treo trastomhais, a chinntear go príomha ag réimse sreabhadh na foirnéise epitaxial balla te cothrománach, toisc go bhfuil treo sreabhadh aer na foirnéise fáis epitaxial sreabhadh aer cothrománach ó. deireadh an ionraonta aeir (in aghaidh an tsrutha) agus sreabhann sé amach ón taobh le sruth ar bhealach lannach tríd an dromchla sliseog; toisc go bhfuil an ráta "ídiú feadh an bhealaigh" den fhoinse carbóin (C2H4) níos airde ná an fhoinse sileacain (TCS), nuair a rothlaíonn an wafer, laghdaíonn an iarbhír C / Si ar an dromchla wafer de réir a chéile ón imeall go an t-ionad (is lú an fhoinse carbóin sa lár), de réir an "teoiric seasamh iomaíoch" de C agus N, laghdaítear an tiúchan dópála i lár an wafer de réir a chéile i dtreo an imeall, d'fhonn aonfhoirmeacht tiúchan den scoth a fháil, an cuirtear imeall N2 mar chúiteamh le linn an phróisis epitaxial chun an laghdú ar an tiúchan dópála ón lár go dtí an imeall a mhoilliú, ionas go mbeidh cruth "W" i láthair ag an gcuar tiúchana dópála deiridh.
2.3 lochtanna ciseal epitaxial
Chomh maith le tiús agus tiúchan dópála, tá leibhéal rialaithe lochtanna ciseal epitaxial ina chroí-pharaiméadar freisin chun cáilíocht na sliseog epitaxial a thomhas agus is táscaire tábhachtach é ar chumas próisis trealaimh epitaxial. Cé go bhfuil ceanglais dhifriúla ag SBD agus MOSFET maidir le lochtanna, sainmhínítear na lochtanna moirfeolaíochta dromchla níos soiléire ar nós lochtanna titim, lochtanna triantáin, lochtanna cairéad, lochtanna cóiméid, etc. mar lochtanna marfach feistí SBD agus MOSFET. Tá an dóchúlacht go dteipfidh ar sceallóga ina bhfuil na lochtanna seo ard, agus mar sin tá sé thar a bheith tábhachtach líon na lochtanna marfacha a rialú chun toradh sliseanna a fheabhsú agus costais a laghdú. Taispeánann Figiúr 5 dáileadh na lochtanna marfacha de 150 mm agus 200 mm sliseog epitaxial SiC. Faoin gcoinníoll nach bhfuil aon éagothroime soiléir sa chóimheas C/Si, is féidir lochtanna cairéad agus lochtanna cóiméid a dhíchur go bunúsach, agus tá baint ag lochtanna titim agus lochtanna triantáin leis an rialú glaineachta le linn oibriú trealaimh epitaxial, leibhéal eisíontais graifít. páirteanna sa seomra imoibrithe, agus cáilíocht an tsubstráit. Ó Tábla 2, is féidir a fheiceáil gur féidir an dlús locht marfach de 150 mm agus 200 mm ar na sliseoga epitaxial a rialú laistigh de 0.3 cáithníní / cm2, atá ina leibhéal den scoth don chineál céanna trealaimh. Tá an leibhéal rialaithe dlúis locht marfach de 150 mm wafer epitaxial níos fearr ná sin de 200 mm wafer epitaxial. Tá sé seo toisc go bhfuil an próiseas ullmhúcháin tsubstráit de 150 mm níos aibí ná sin de 200 mm, tá cáilíocht an tsubstráit níos fearr, agus is fearr an leibhéal rialaithe eisíontais de graifít seomra imoibriúcháin 150 mm.
2.4 Garbhacht dromchla sliseog epitaxial
Taispeánann Figiúr 6 na híomhánna AFM de dhromchla na sliseog epitaxial 150 mm agus 200 mm SiC. Is féidir a fheiceáil ón bhfigiúr gurb é 0.129 nm agus 0.113 nm faoi seach an meánfhréamh dromchla dromchla garbh garbh cearnach de 150 mm agus 200 mm sceallóga epitaxial, agus tá dromchla an chiseal epitaxial réidh gan feiniméan comhiomlánú macra-chéim soiléir. Léiríonn an feiniméan seo go gcoimeádann fás na ciseal epitaxial an modh fáis sreabhadh céim i gcónaí le linn an phróisis epitaxial ar fad, agus ní tharlaíonn aon chomhiomlánú céim. Is féidir a fheiceáil, trí úsáid a bhaint as an bpróiseas fáis epitaxial optamaithe, is féidir sraitheanna réidh epitaxial a fháil ar fhoshraitheanna íseal-uillinn 150 mm agus 200 mm.
3 Conclúid
Ullmhaíodh na wafers epitaxial aonchineálach 150 mm agus 200 mm 4H-SiC go rathúil ar fhoshraitheanna intíre ag baint úsáide as an trealamh fáis epitaxial SiC 200 mm féinfhorbartha, agus forbraíodh an próiseas epitaxial aonchineálach oiriúnach do 150 mm agus 200 mm. Is féidir leis an ráta fáis epitaxial a bheith níos mó ná 60 μm/h. Agus an riachtanas epitaxy ardluais á chomhlíonadh, tá cáilíocht an wafer epitaxial den scoth. Is féidir aonfhoirmeacht tiús na sliseog epitaxial SiC 150 mm agus 200 mm a rialú laistigh de 1.5%, tá an aonfhoirmeacht tiúchan níos lú ná 3%, tá an dlús locht marfach níos lú ná 0.3 cáithníní / cm2, agus meán garbh an dromchla epitaxial fréimhe cearnach Ra níos lú ná 0.15 nm. Tá táscairí próisis lárnacha na sliseog epitaxial ag an ardleibhéal sa tionscal.
Foinse: Trealamh Speisialta Tionscal Leictreonach
Údar: Xie Tianle, Li Ping, Yang Yu, Gong Xiaoliang, Ba Sai, Chen Guoqin, Wan Shengqiang
(48ú Institiúid Taighde na Síne Leictreonaic Grúpa Teicneolaíochta, Changsha, Hunan 410111)
Am postála: Sep-04-2024