2 Rezilta eksperimantal ak diskisyon
2.1Kouch epitaksiepesè ak inifòmite
Epitaxial kouch epesè, konsantrasyon dopan ak inifòmite yo se youn nan endikatè debaz yo pou jije bon jan kalite a nan wafers epitaxial. Epesè ak presizyon kontwole, konsantrasyon dopan ak inifòmite nan wafer la se kle nan asire pèfòmans lan ak konsistans nanAparèy pouvwa SiC, ak epesè kouch epitaksi ak inifòmite konsantrasyon dopan yo tou baz enpòtan pou mezire kapasite nan pwosesis nan ekipman epitaxial.
Figi 3 montre inifòmite epesè ak koub distribisyon 150 mm ak 200 mmSiC epitaxial wafers. Li ka wè nan figi a ke koub distribisyon epesè epitaxial kouch simetrik sou pwen sant wafer la. Tan pwosesis epitaxial la se 600s, epesè kouch epitaxial mwayèn nan wafer epitaxial 150mm la se 10.89 um, ak inifòmite epesè a se 1.05%. Pa kalkil, to kwasans epitaxial la se 65.3 um/h, ki se yon nivo pwosesis epitaxial rapid tipik. Anba menm tan an pwosesis epitaxial, epesè kouch epitaxial wafer epitaxial 200 mm la se 10.10 um, inifòmite epesè se nan 1.36%, ak to kwasans jeneral la se 60.60 um / h, ki se yon ti kras pi ba pase kwasans epitaxial 150mm. to. Sa a se paske gen pèt evidan sou wout la lè sous la Silisyòm ak sous kabòn koule soti nan en nan chanm nan reyaksyon nan sifas la wafer nan en a nan chanm nan reyaksyon, ak zòn nan wafer 200 mm se pi gwo pase 150 mm la. Gaz la ap koule nan sifas 200 mm wafer la pou yon distans ki pi long, ak gaz sous la boule sou wout la se pi plis. Anba kondisyon ke wafer la kontinye wotasyon, epesè an jeneral nan kouch epitaxial la se pi mens, kidonk to kwasans lan pi dousman. An jeneral, inifòmite epesè nan 150 mm ak 200 mm epitaxial wafers se ekselan, ak kapasite nan pwosesis nan ekipman an ka satisfè kondisyon ki nan aparèy-wo kalite.
2.2 Epitaxial kouch dopan konsantrasyon ak inifòmite
Figi 4 montre inifòmite konsantrasyon dopan ak distribisyon koub 150 mm ak 200 mmSiC epitaxial wafers. Kòm ka wè nan figi a, koub distribisyon konsantrasyon sou wafer epitaxial la gen simetri evidan relatif nan sant la nan wafer la. Inifòmite konsantrasyon dopan nan kouch epitaxial 150 mm ak 200 mm se 2.80% ak 2.66% respektivman, ki ka kontwole nan 3%, ki se yon nivo ekselan pou ekipman entènasyonal menm jan an. Se koub la konsantrasyon dopan nan kouch epitaxial la distribye nan yon fòm "W" sou direksyon an dyamèt, ki se sitou detèmine pa jaden an koule nan orizontal cho miray la epitaxial gwo founo dife, paske direksyon an koule lè nan orizontal Airflow kwasans epitaxial gwo founo dife a soti nan. fen inlet lè a (en) ak koule soti nan fen a en nan yon fason laminè nan sifas la wafer; paske "along-the-way appauvrissement" pousantaj sous kabòn (C2H4) pi wo pase sous Silisyòm (TCS), lè wafer a wotasyon, aktyèl C/Si sou sifas wafer la piti piti diminye soti nan kwen an. sant lan (sous kabòn nan sant la pi piti), dapre "teyori pozisyon konpetitif" nan C ak N, konsantrasyon dopan nan sant la nan wafer la piti piti diminye nan direksyon kwen an, yo nan lòd yo jwenn ekselan konsantrasyon inifòmite, kwen N2 ajoute kòm konpansasyon pandan pwosesis epitaxial la pou ralanti diminisyon nan konsantrasyon dopan soti nan sant la rive nan kwen an, se konsa ke final la koub konsantrasyon dopan prezante yon fòm "W".
2.3 Epitaxial kouch domaj
Anplis epesè ak konsantrasyon dopan, nivo kontwòl defo kouch epitaksi se tou yon paramèt debaz pou mezire bon jan kalite a nan wafer epitaxial ak yon endikatè enpòtan nan kapasite nan pwosesis nan ekipman epitaxial. Malgre ke SBD ak MOSFET gen kondisyon diferan pou domaj, domaj yo mòfoloji sifas ki pi evidan tankou domaj gout, domaj triyang, domaj kawòt, domaj komèt, elatriye yo defini kòm domaj asasen nan aparèy SBD ak MOSFET. Pwobabilite pou echèk chips ki gen domaj sa yo wo anpil, kidonk kontwole kantite domaj asasen trè enpòtan pou amelyore pwodiksyon chip ak diminye depans yo. Figi 5 montre distribisyon an nan domaj asasen nan 150 mm ak 200 mm SiC epitaxial wafers. Anba kondisyon ke pa gen okenn dezekilib evidan nan rapò a C / Si, domaj kawòt ak domaj komèt ka fondamantalman elimine, pandan y ap domaj gout ak domaj triyang yo ki gen rapò ak kontwòl la pwòpte pandan operasyon an nan ekipman epitaxial, nivo a enpurte nan grafit. pati nan chanm reyaksyon an, ak bon jan kalite a nan substra a. Soti nan tablo 2, li ka wè ke dansite defo asasen nan 150 mm ak 200 mm epitaxial wafers ka kontwole nan 0.3 patikil / cm2, ki se yon nivo ekselan pou menm kalite ekipman an. Nivo kontwòl dansite defo fatal nan 150 mm wafer epitaksi pi bon pase sa yo ki nan wafer epitaxial 200 mm. Sa a se paske pwosesis la preparasyon substra nan 150 mm gen plis matirite pase sa yo ki nan 200 mm, bon jan kalite a substra se pi bon, ak nivo a kontwòl enpurte nan 150 mm grafit chanm reyaksyon se pi bon.
2.4 Epitaxial wafer sifas brutality
Figi 6 montre imaj AFM yo nan sifas 150 mm ak 200 mm SiC epitaxial wafers. Li ka wè nan figi a ke rasin sifas la vle di kare brutality Ra nan 150 mm ak 200 mm epitaxial wafers se 0.129 nm ak 0.113 nm respektivman, ak sifas la nan kouch epitaxial la se lis san yo pa evidan macro-etap fenomèn agrégation. Fenomèn sa a montre ke kwasans lan nan kouch epitaxial la toujou kenbe mòd nan kwasans etap koule pandan tout pwosesis la epitaxial, epi pa gen okenn agrégation etap rive. Li ka wè ke lè l sèvi avèk optimize pwosesis kwasans epitaxial la, kouch epitaxial lis ka jwenn sou substrats 150 mm ak 200 mm ki ba-ang.
3 Konklizyon
150 mm ak 200 mm 4H-SiC omojèn epitaxial wafers yo te prepare avèk siksè sou substrats domestik lè l sèvi avèk pwòp tèt ou-devlope 200 mm SiC epitaxial kwasans ekipman an, ak pwosesis la epitaxial omojèn apwopriye pou 150 mm ak 200 mm te devlope. To kwasans epitaxial la ka pi gran pase 60 μm / h. Pandan ke li satisfè egzijans epitaksi gwo vitès la, bon jan kalite wafer epitaxial la ekselan. Ka inifòmite epesè nan 150 mm ak 200 mm SiC epitaxial wafers yo ka kontwole nan 1.5%, inifòmite konsantrasyon an se mwens pase 3%, dansite defo fatal la se mwens pase 0.3 patikil / cm2, ak sifas epitaxial la brutality rasin vle di kare Ra. se mwens pase 0.15 nm. Endikatè pwosesis debaz yo nan wafers epitaxial yo nan nivo avanse nan endistri an.
Sous: Ekipman espesyal endistri elektwonik
Otè: 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)
Tan pòs: Sep-04-2024