2 លទ្ធផលពិសោធន៍ និងការពិភាក្សា
២.១ស្រទាប់ Epitaxialកម្រាស់និងឯកសណ្ឋាន
កម្រាស់ស្រទាប់ epitaxial ការប្រមូលផ្តុំសារធាតុ doping និងឯកសណ្ឋានគឺជាសូចនាករស្នូលមួយសម្រាប់ការវិនិច្ឆ័យគុណភាពនៃ wafers epitaxial ។ កម្រាស់ដែលអាចគ្រប់គ្រងបានយ៉ាងត្រឹមត្រូវ កំហាប់សារធាតុ doping និងឯកសណ្ឋាននៅក្នុង wafer គឺជាគន្លឹះក្នុងការធានានូវដំណើរការ និងភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃឧបករណ៍ថាមពលស៊ីស៊ី, និងកម្រាស់ស្រទាប់ epitaxial និងឯកសណ្ឋាននៃការប្រមូលផ្តុំសារធាតុ doping ក៏ជាមូលដ្ឋានសំខាន់សម្រាប់ការវាស់ស្ទង់សមត្ថភាពដំណើរការនៃឧបករណ៍ epitaxial ។
រូបភាពទី 3 បង្ហាញពីភាពស្មើគ្នានៃកម្រាស់ និងខ្សែកោងចែកចាយ 150 មម និង 200 មមSiC epitaxial wafers. វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីតួលេខដែលខ្សែកោងចែកចាយកម្រាស់ស្រទាប់ epitaxial គឺស៊ីមេទ្រីអំពីចំណុចកណ្តាលនៃ wafer ។ ពេលវេលាដំណើរការ epitaxial គឺ 600s កម្រាស់ស្រទាប់ epitaxial ជាមធ្យមនៃ 150mm epitaxial wafer គឺ 10.89 um និងកម្រាស់ឯកសណ្ឋានគឺ 1.05% ។ តាមការគណនា អត្រាកំណើន epitaxial គឺ 65.3 um/h ដែលជាកម្រិតដំណើរការ epitaxial លឿនធម្មតា។ នៅក្រោមពេលវេលាដំណើរការ epitaxial ដូចគ្នា កម្រាស់ស្រទាប់ epitaxial នៃ wafer epitaxial 200 mm គឺ 10.10 um ភាពដូចគ្នានៃកម្រាស់គឺក្នុងរង្វង់ 1.36% ហើយអត្រាកំណើនសរុបគឺ 60.60 um/h ដែលទាបជាងការលូតលាស់ epitaxial 150 mm បន្តិច។ អត្រា។ នេះគឺដោយសារតែមានការខាតបង់ជាក់ស្តែងនៅពេលប្រភពស៊ីលីកុន និងប្រភពកាបូនហូរចេញពីផ្នែកខាងលើនៃអង្គជំនុំជម្រះប្រតិកម្មតាមរយៈផ្ទៃ wafer ទៅផ្នែកខាងក្រោមនៃអង្គជំនុំជម្រះប្រតិកម្ម ហើយផ្ទៃ wafer 200 mm ធំជាង 150 mm ។ ឧស្ម័នហូរកាត់ផ្ទៃនៃ wafer 200 មីលីម៉ែត្រសម្រាប់ចម្ងាយឆ្ងាយជាងនេះ ហើយឧស្ម័នប្រភពដែលប្រើប្រាស់តាមផ្លូវគឺកាន់តែច្រើន។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌដែល wafer បន្តបង្វិល កម្រាស់ទាំងមូលនៃស្រទាប់ epitaxial គឺស្តើងជាងមុន ដូច្នេះអត្រាកំណើនគឺយឺតជាង។ សរុបមក ភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃកម្រាស់ 150 mm និង 200 mm គឺល្អឥតខ្ចោះ ហើយសមត្ថភាពដំណើរការរបស់ឧបករណ៍អាចបំពេញតម្រូវការឧបករណ៍គុណភាពខ្ពស់។
2.2 កំហាប់ doping ស្រទាប់ epitaxial និងឯកសណ្ឋាន
រូបភាពទី 4 បង្ហាញពីឯកសណ្ឋាននៃការប្រមូលផ្តុំសារធាតុ doping និងការចែកចាយខ្សែកោង 150 មម និង 200 មមSiC epitaxial wafers. ដូចដែលអាចមើលឃើញពីរូបភាព ខ្សែកោងនៃការចែកចាយកំហាប់នៅលើ wafer epitaxial មានភាពស៊ីមេទ្រីជាក់ស្តែងទាក់ទងទៅនឹងកណ្តាលនៃ wafer ។ ឯកសណ្ឋាននៃកំហាប់សារធាតុ doping នៃស្រទាប់ epitaxial 150 mm និង 200 mm គឺ 2.80% និង 2.66% រៀងគ្នា ដែលអាចគ្រប់គ្រងបានក្នុងរង្វង់ 3% ដែលជាកម្រិតដ៏ល្អសម្រាប់ឧបករណ៍អន្តរជាតិស្រដៀងគ្នា។ ខ្សែកោងកំហាប់សារធាតុ doping នៃស្រទាប់ epitaxial ត្រូវបានចែកចាយជារាង "W" តាមបណ្តោយទិសដៅអង្កត់ផ្ចិត ដែលត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយវាលលំហូរនៃជញ្ជាំងក្តៅផ្តេកនៃ furnace epitaxial ពីព្រោះទិសដៅលំហូរខ្យល់នៃ furnace លូតលាស់ epitaxial ផ្តេកគឺមកពី ចុងខ្យល់ចេញចូល (ខាងលើ) និងហូរចេញពីចុងខាងក្រោមក្នុងលក្ខណៈ laminar តាមរយៈផ្ទៃ wafer; ដោយសារតែអត្រា "ការថយចុះតាមវិធី" នៃប្រភពកាបូន (C2H4) គឺខ្ពស់ជាងប្រភពស៊ីលីកុន (TCS) នៅពេលដែល wafer បង្វិល C/Si ពិតប្រាកដនៅលើផ្ទៃ wafer ថយចុះបន្តិចម្តងៗពីគែមទៅ កណ្តាល (ប្រភពកាបូននៅកណ្តាលគឺតិចជាង) យោងតាម "ទ្រឹស្តីនៃទីតាំងប្រកួតប្រជែង" នៃ C និង N កំហាប់សារធាតុ doping នៅកណ្តាលនៃ wafer ថយចុះបន្តិចម្តង ៗ ឆ្ពោះទៅគែមតាមលំដាប់លំដោយ។ ដើម្បីទទួលបានឯកសណ្ឋាននៃការប្រមូលផ្តុំដ៏ល្អ គែម N2 ត្រូវបានបន្ថែមជាសំណងកំឡុងពេលដំណើរការ epitaxial ដើម្បីពន្យឺតការថយចុះនៃកំហាប់សារធាតុ doping ពីកណ្តាលទៅគែម ដូច្នេះខ្សែកោងកំហាប់ doping ចុងក្រោយបង្ហាញរាង "W" ។
2.3 ពិការភាពស្រទាប់ Epitaxial
បន្ថែមពីលើកម្រាស់ និងកំហាប់សារធាតុ doping កម្រិតនៃការគ្រប់គ្រងពិការភាពស្រទាប់ epitaxial ក៏ជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រស្នូលសម្រាប់វាស់គុណភាពនៃ epitaxial wafers និងជាសូចនាករសំខាន់នៃសមត្ថភាពដំណើរការនៃឧបករណ៍ epitaxial ។ ទោះបីជា SBD និង MOSFET មានតម្រូវការផ្សេងគ្នាសម្រាប់ពិការភាពក៏ដោយ ពិការភាពផ្នែករូបវិទ្យានៃផ្ទៃជាក់ស្តែងដូចជា ពិការភាពធ្លាក់ចុះ ពិការភាពត្រីកោណ ពិការភាពការ៉ុត ពិការភាពផ្កាយដុះកន្ទុយជាដើម ត្រូវបានកំណត់ថាជាពិការភាពឃាតករនៃឧបករណ៍ SBD និង MOSFET ។ ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការបរាជ័យនៃបន្ទះឈីបដែលមានពិការភាពទាំងនេះគឺខ្ពស់ ដូច្នេះការគ្រប់គ្រងចំនួននៃពិការភាពឃាតករមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់សម្រាប់ការកែលម្អទិន្នផលបន្ទះឈីប និងកាត់បន្ថយការចំណាយ។ រូបភាពទី 5 បង្ហាញពីការចែកចាយនៃពិការភាពឃាតករនៃ 150 mm និង 200 mm SiC epitaxial wafers ។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌដែលមិនមានអតុល្យភាពជាក់ស្តែងនៅក្នុងសមាមាត្រ C/Si ពិការភាពការ៉ុត និងពិការភាពផ្កាយដុះកន្ទុយអាចត្រូវបានលុបចោលជាមូលដ្ឋាន ខណៈដែលការធ្លាក់ចុះ និងពិការភាពត្រីកោណពាក់ព័ន្ធនឹងការគ្រប់គ្រងភាពស្អាតក្នុងអំឡុងពេលប្រតិបត្តិការឧបករណ៍អេពីតាស៊ីល កម្រិតមិនបរិសុទ្ធនៃក្រាហ្វ ផ្នែកនៅក្នុងអង្គជំនុំជម្រះប្រតិកម្ម និងគុណភាពនៃស្រទាប់ខាងក្រោម។ ពីតារាងទី 2 វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាដង់ស៊ីតេនៃពិការភាពឃាតករនៃ 150 មីលីម៉ែត្រនិង 200 មីលីម៉ែត្រ wafers epitaxial អាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងក្នុងរង្វង់ 0.3 ភាគល្អិត / cm2 ដែលជាកម្រិតដ៏ល្អសម្រាប់ឧបករណ៍ប្រភេទដូចគ្នា។ កម្រិតត្រួតពិនិត្យដង់ស៊ីតេនៃពិការភាពនៃ 150 mm wafer epitaxial គឺល្អជាង wafer epitaxial 200 mm ។ នេះគឺដោយសារតែដំណើរការរៀបចំស្រទាប់ខាងក្រោម 150 មីលីម៉ែត្រមានភាពចាស់ទុំជាង 200 មីលីម៉ែត្រ គុណភាពស្រទាប់ខាងក្រោមគឺល្អជាង ហើយកម្រិតគ្រប់គ្រងភាពមិនបរិសុទ្ធនៃអង្គជំនុំជម្រះប្រតិកម្មក្រាហ្វិច 150 មីលីម៉ែត្រគឺប្រសើរជាង។
2.4 ភាពរដុបនៃផ្ទៃ wafer Epitaxial
រូបភាពទី 6 បង្ហាញរូបភាព AFM នៃផ្ទៃនៃ 150 mm និង 200 mm SiC epitaxial wafers ។ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីតួលេខថាឫសផ្ទៃមានន័យថារដុបការ៉េ Ra នៃ 150 mm និង 200 mm wafers epitaxial គឺ 0.129 nm និង 0.113 nm រៀងៗខ្លួន ហើយផ្ទៃនៃស្រទាប់ epitaxial គឺរលូនដោយគ្មានបាតុភូតនៃការប្រមូលផ្តុំម៉ាក្រូជាក់ស្តែង។ បាតុភូតនេះបង្ហាញថាការរីកលូតលាស់នៃស្រទាប់ epitaxial តែងតែរក្សារបៀបកំណើននៃជំហានក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ epitaxial ទាំងមូល ហើយគ្មានការប្រមូលផ្តុំជំហានកើតឡើងទេ។ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាដោយប្រើដំណើរការលូតលាស់ epitaxial ល្អបំផុត ស្រទាប់ epitaxial រលោងអាចទទួលបាននៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមមុំទាប 150 មម និង 200 មម។
3 សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
បន្ទះអេពីតាស៊ីលដូចគ្នា 150 មីលីម៉ែត្រ និង 200 មីលីម៉ែត្រ 4H-SiC ត្រូវបានរៀបចំដោយជោគជ័យលើស្រទាប់ខាងក្រោមក្នុងស្រុកដោយប្រើឧបករណ៍លូតលាស់អេពីតាស៊ីល 200 មីលីម៉ែត្រដែលផលិតដោយខ្លួនឯង ហើយដំណើរការអេពីតាស៊ីលដូចគ្នាដែលសមរម្យសម្រាប់ 150 មីលីម៉ែត្រ និង 200 មីលីម៉ែត្រត្រូវបានបង្កើតឡើង។ អត្រានៃការលូតលាស់របស់ epitaxial អាចធំជាង 60 μm/h។ ខណៈពេលដែលបំពេញតម្រូវការ epitaxy ល្បឿនលឿន គុណភាព wafer epitaxial គឺល្អឥតខ្ចោះ។ ភាពស្មើគ្នានៃកម្រាស់នៃ 150 mm និង 200 mm SiC epitaxial wafers អាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងក្នុងរង្វង់ 1.5%, ឯកសណ្ឋាននៃការផ្តោតអារម្មណ៍គឺតិចជាង 3%, ដង់ស៊ីតេនៃពិការភាពធ្ងន់ធ្ងរគឺតិចជាង 0.3 ភាគល្អិត/cm2 ហើយភាពរដុបនៃផ្ទៃ epitaxial មានន័យថាការ៉េ Ra តិចជាង 0.15 nm ។ សូចនាករដំណើរការស្នូលនៃ wafers epitaxial គឺនៅកម្រិតកម្រិតខ្ពស់នៅក្នុងឧស្សាហកម្មនេះ។
ប្រភព៖ Electronic Industry Special Equipment
អ្នកនិពន្ធ៖ Xie Tianle, Li Ping, Yang Yu, Gong Xiaoliang, Ba Sai, Chen Guoqin, Wan Shengqiang
(វិទ្យាស្ថានស្រាវជ្រាវទី 48 នៃសាជីវកម្មបច្ចេកវិទ្យាអេឡិចត្រូនិកចិន ឆាងសា ហ៊ូណាន 410111)
ពេលវេលាប្រកាស៖ ថ្ងៃទី ០៤ ខែកញ្ញា ឆ្នាំ ២០២៤