8-ಇಂಚಿನ SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಫರ್ನೇಸ್ ಮತ್ತು ಹೋಮೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಂಶೋಧನೆ-Ⅰ

ಪ್ರಸ್ತುತ, SiC ಉದ್ಯಮವು 150 mm (6 ಇಂಚುಗಳು) ನಿಂದ 200 mm (8 ಇಂಚುಗಳು) ಗೆ ರೂಪಾಂತರಗೊಳ್ಳುತ್ತಿದೆ. ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರದ, ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ SiC ಹೋಮೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್‌ಗಳ ತುರ್ತು ಬೇಡಿಕೆಯನ್ನು ಪೂರೈಸಲು, 150mm ಮತ್ತು 200mm4H-SiC ಹೋಮೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್‌ಗಳುಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ 200mm SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಉಪಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ದೇಶೀಯ ತಲಾಧಾರಗಳಲ್ಲಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು. 150mm ಮತ್ತು 200mm ಗೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಹೋಮೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರವು 60um/h ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿರಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯನ್ನು ಭೇಟಿ ಮಾಡುವಾಗ, ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್ ಗುಣಮಟ್ಟವು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿದೆ. 150 ಎಂಎಂ ಮತ್ತು 200 ಎಂಎಂ ದಪ್ಪದ ಏಕರೂಪತೆSiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್ಸ್1.5% ಒಳಗೆ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು, ಏಕಾಗ್ರತೆಯ ಏಕರೂಪತೆಯು 3% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ, ಮಾರಣಾಂತಿಕ ದೋಷದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 0.3 ಕಣಗಳು/ಸೆಂ2 ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನದ ಮೂಲ ಸರಾಸರಿ ಚದರ Ra 0.15nm ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎಲ್ಲಾ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸೂಚಕಗಳು ಉದ್ಯಮದ ಮುಂದುವರಿದ ಮಟ್ಟ.

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (SiC)ಮೂರನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳ ಪ್ರತಿನಿಧಿಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಗಿತ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ, ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ, ದೊಡ್ಡ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ ಡ್ರಿಫ್ಟ್ ವೇಗ ಮತ್ತು ಬಲವಾದ ವಿಕಿರಣ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳ ಶಕ್ತಿ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ವಿಸ್ತರಿಸಿದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ, ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರ, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ, ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿಕಿರಣ ಮತ್ತು ಇತರ ತೀವ್ರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಉಪಕರಣಗಳ ಸೇವಾ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಜಾಗವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಂಪಾಗಿಸುವ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಹೊಸ ಇಂಧನ ವಾಹನಗಳು, ರೈಲು ಸಾರಿಗೆ, ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಗ್ರಿಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ತಂದಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅರೆವಾಹಕಗಳು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಉನ್ನತ-ಶಕ್ತಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಮುನ್ನಡೆಸುವ ಆದರ್ಶ ವಸ್ತುವೆಂದು ಗುರುತಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಮೂರನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಉದ್ಯಮದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ನೀತಿ ಬೆಂಬಲಕ್ಕೆ ಧನ್ಯವಾದಗಳು, 150 mm SiC ಸಾಧನ ಉದ್ಯಮ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ನಿರ್ಮಾಣವು ಮೂಲತಃ ಚೀನಾದಲ್ಲಿ ಪೂರ್ಣಗೊಂಡಿದೆ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಸರಪಳಿಯ ಸುರಕ್ಷತೆಯು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಖಾತರಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಉದ್ಯಮದ ಗಮನವು ಕ್ರಮೇಣವಾಗಿ ವೆಚ್ಚ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯ ಸುಧಾರಣೆಗೆ ಬದಲಾಯಿತು. ಕೋಷ್ಟಕ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, 150 mm ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, 200 mm SiC ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಂಚಿನ ಬಳಕೆಯ ದರವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಸಿಂಗಲ್ ವೇಫರ್ ಚಿಪ್‌ಗಳ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಸುಮಾರು 1.8 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು. ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಪಕ್ವವಾದ ನಂತರ, ಒಂದೇ ಚಿಪ್‌ನ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚವನ್ನು 30% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು. 200 ಎಂಎಂನ ತಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರಗತಿಯು "ವೆಚ್ಚಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ" ನೇರ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಇದು ನನ್ನ ದೇಶದ ಅರೆವಾಹಕ ಉದ್ಯಮಕ್ಕೆ "ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ" ಅಥವಾ "ಮುಂದುವರಿಯಲು" ಪ್ರಮುಖವಾಗಿದೆ.

Si ಸಾಧನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ,SiC ಅರೆವಾಹಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳುಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಲೇಯರ್‌ಗಳನ್ನು ಮೂಲಾಧಾರವಾಗಿ ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್‌ಗಳು SiC ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಮೂಲ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳಾಗಿವೆ. ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರದ ಗುಣಮಟ್ಟವು ಸಾಧನದ ಇಳುವರಿಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ವೆಚ್ಚವು ಚಿಪ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚದ 20% ನಷ್ಟಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು SiC ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಗತ್ಯ ಮಧ್ಯಂತರ ಕೊಂಡಿಯಾಗಿದೆ. ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮಟ್ಟದ ಮೇಲಿನ ಮಿತಿಯನ್ನು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಉಪಕರಣದಿಂದ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಚೀನಾದಲ್ಲಿ 150mm SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಉಪಕರಣಗಳ ಸ್ಥಳೀಕರಣದ ಮಟ್ಟವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ 200mm ನ ಒಟ್ಟಾರೆ ವಿನ್ಯಾಸವು ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಮಟ್ಟಕ್ಕಿಂತ ಹಿಂದುಳಿದಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ದೇಶೀಯ ಮೂರನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಉದ್ಯಮದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರದ, ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವಸ್ತುಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯ ತುರ್ತು ಅಗತ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಅಡಚಣೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು, ಈ ಪತ್ರಿಕೆಯು ನನ್ನ ದೇಶದಲ್ಲಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ 200 mm SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ತಾಪಮಾನ, ವಾಹಕ ಅನಿಲ ಹರಿವಿನ ಪ್ರಮಾಣ, C/Si ಅನುಪಾತ, ಇತ್ಯಾದಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಏಕರೂಪತೆ <3%, ದಪ್ಪ ಏಕರೂಪತೆ <1.5%, ಒರಟುತನ Ra <0.2 nm ಮತ್ತು ಮಾರಣಾಂತಿಕ ದೋಷ ಸಾಂದ್ರತೆ <0.3 ಧಾನ್ಯಗಳು 150 mm ಮತ್ತು 200 mm SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್‌ಗಳ / cm2 ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ 200 mm ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಕುಲುಮೆಯನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಲಕರಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮಟ್ಟವು ಉತ್ತಮ-ಗುಣಮಟ್ಟದ SiC ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನ ತಯಾರಿಕೆಯ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ.

1 ಪ್ರಯೋಗ

1.1 ತತ್ವSiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ
4H-SiC ಹೋಮೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ 2 ಪ್ರಮುಖ ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ, 4H-SiC ತಲಾಧಾರದ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ಎಚ್ಚಣೆ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ. ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್ ಇನ್-ಸಿಟು ಎಚ್ಚಣೆಯ ಮುಖ್ಯ ಉದ್ದೇಶವೆಂದರೆ ವೇಫರ್ ಪಾಲಿಶ್ ಮಾಡಿದ ನಂತರ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈ ಹಾನಿಯನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದು, ಉಳಿದ ಪಾಲಿಶ್ ದ್ರವ, ಕಣಗಳು ಮತ್ತು ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪದರ, ಮತ್ತು ಎಚ್ಚಣೆ ಮೂಲಕ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ನಿಯಮಿತ ಪರಮಾಣು ಹಂತದ ರಚನೆಯನ್ನು ರಚಿಸಬಹುದು. ಇನ್-ಸಿಟು ಎಚ್ಚಣೆಯನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಿಜವಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಅಗತ್ಯತೆಗಳ ಪ್ರಕಾರ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್, ಪ್ರೋಪೇನ್, ಎಥಿಲೀನ್ ಅಥವಾ ಸಿಲೇನ್‌ನಂತಹ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಸಹಾಯಕ ಅನಿಲವನ್ನು ಕೂಡ ಸೇರಿಸಬಹುದು. ಇನ್-ಸಿಟು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಎಚ್ಚಣೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 1 600 ℃ ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎಚ್ಚಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಚೇಂಬರ್‌ನ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 2×104 Pa ಕೆಳಗೆ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಇನ್-ಸಿಟು ಎಚ್ಚಣೆಯಿಂದ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿದ ನಂತರ, ಅದು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೂಲ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಎಥಿಲೀನ್/ಪ್ರೊಪೇನ್, ಟಿಸಿಎಸ್/ಸಿಲೇನ್), ಡೋಪಿಂಗ್ ಮೂಲ (ಎನ್-ಟೈಪ್ ಡೋಪಿಂಗ್ ಮೂಲ ಸಾರಜನಕ , p-ಟೈಪ್ ಡೋಪಿಂಗ್ ಮೂಲ TMAl), ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್‌ನಂತಹ ಸಹಾಯಕ ಅನಿಲವನ್ನು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕೋಣೆಗೆ ಒಂದು ಮೂಲಕ ಸಾಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ವಾಹಕ ಅನಿಲದ ದೊಡ್ಡ ಹರಿವು (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್). ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕೊಠಡಿಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲವು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿದ ನಂತರ, ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ಭಾಗವು ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವೇಫರ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ದಪ್ಪ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ಏಕರೂಪದ 4H-SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರವು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ 4H-SiC ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್ ಆಗಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ. ವರ್ಷಗಳ ತಾಂತ್ರಿಕ ಪರಿಶೋಧನೆಯ ನಂತರ, 4H-SiC ಹೋಮೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಮೂಲತಃ ಪ್ರಬುದ್ಧವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಪಂಚದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ 4H-SiC ಹೋಮೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಎರಡು ವಿಶಿಷ್ಟ ಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ:
(1) ಆಫ್-ಆಕ್ಸಿಸ್ (<0001> ಸ್ಫಟಿಕ ಸಮತಲಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, <11-20> ಸ್ಫಟಿಕ ದಿಕ್ಕಿನ ಕಡೆಗೆ) ಓರೆಯಾದ ಕಟ್ ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್‌ನಂತೆ ಬಳಸುವುದು, ಕಲ್ಮಶಗಳಿಲ್ಲದ ಉನ್ನತ-ಶುದ್ಧ ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ 4H-SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಲೇಯರ್ ಹಂತ-ಹರಿವಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವಿಧಾನದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಠೇವಣಿ ಇಡಲಾಗಿದೆ. ಆರಂಭಿಕ 4H-SiC ಹೋಮೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ಧನಾತ್ಮಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಬಳಸಿದೆ, ಅಂದರೆ, ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ <0001> Si ಪ್ಲೇನ್. ಧನಾತ್ಮಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣು ಹಂತಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಟೆರೇಸ್ಗಳು ಅಗಲವಾಗಿರುತ್ತವೆ. 3C ಸ್ಫಟಿಕ SiC (3C-SiC) ರೂಪಿಸಲು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಆಯಾಮದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಶನ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ಸುಲಭವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಆಫ್-ಆಕ್ಸಿಸ್ ಕಟಿಂಗ್ ಮೂಲಕ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಕಿರಿದಾದ ಟೆರೇಸ್ ಅಗಲದ ಪರಮಾಣು ಹಂತಗಳನ್ನು 4H-SiC <0001> ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಪರಿಚಯಿಸಬಹುದು, ಮತ್ತು ಆಡ್ಸೋರ್ಬ್ಡ್ ಪೂರ್ವಗಾಮಿಯು ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ರಸರಣದ ಮೂಲಕ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮೇಲ್ಮೈ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಪರಮಾಣು ಹಂತದ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ತಲುಪಬಹುದು. . ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಪೂರ್ವಗಾಮಿ ಪರಮಾಣು/ಆಣ್ವಿಕ ಗುಂಪು ಬಂಧದ ಸ್ಥಾನವು ವಿಶಿಷ್ಟವಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಹಂತದ ಹರಿವಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ, ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರವು ಒಂದೇ ಸ್ಫಟಿಕದೊಂದಿಗೆ ಒಂದೇ ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ತಲಾಧಾರದ Si-C ಡಬಲ್ ಪರಮಾಣು ಪದರವನ್ನು ಪೇರಿಸುವ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಆನುವಂಶಿಕವಾಗಿ ಪಡೆಯಬಹುದು. ತಲಾಧಾರವಾಗಿ ಹಂತ.
(2) ಕ್ಲೋರಿನ್-ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೂಲವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ SiC ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ, ಸಿಲೇನ್ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಪೇನ್ (ಅಥವಾ ಎಥಿಲೀನ್) ಮುಖ್ಯ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೂಲಗಳಾಗಿವೆ. ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೂಲದ ಹರಿವಿನ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅಂಶದ ಸಮತೋಲನದ ಭಾಗಶಃ ಒತ್ತಡವು ಹೆಚ್ಚುತ್ತಲೇ ಇರುವುದರಿಂದ, ಏಕರೂಪದ ಅನಿಲ ಹಂತದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಶನ್ ಮೂಲಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕ್ಲಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವುದು ಸುಲಭ, ಇದು ಬಳಕೆಯ ದರವನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೂಲ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕ್ಲಸ್ಟರ್‌ಗಳ ರಚನೆಯು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರದ ಸುಧಾರಣೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಮಿತಿಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸಮೂಹಗಳು ಹಂತದ ಹರಿವಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ತೊಂದರೆಗೊಳಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಶನ್ ದೋಷವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು. ಏಕರೂಪದ ಅನಿಲ ಹಂತದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಶನ್ ಅನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು ಮತ್ತು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, ಕ್ಲೋರಿನ್-ಆಧಾರಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೂಲಗಳ ಪರಿಚಯವು ಪ್ರಸ್ತುತ 4H-SiC ನ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ.

1.2 200 mm (8-ಇಂಚು) SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಉಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು
ಈ ಪತ್ರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಿದ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು 48 ನೇ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಚೈನಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ ಗ್ರೂಪ್ ಕಾರ್ಪೊರೇಶನ್ ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ 150/200 mm (6/8-ಇಂಚು) ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ಏಕಶಿಲೆಯ ಅಡ್ಡ ಹಾಟ್ ವಾಲ್ SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಉಪಕರಣಗಳ ಮೇಲೆ ನಡೆಸಲಾಯಿತು. ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಫರ್ನೇಸ್ ಸಂಪೂರ್ಣ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ವೇಫರ್ ಲೋಡಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಇಳಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 1 ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಉಪಕರಣದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕೊಠಡಿಯ ಆಂತರಿಕ ರಚನೆಯ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರವಾಗಿದೆ. ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ರಿಯಾಕ್ಷನ್ ಚೇಂಬರ್‌ನ ಹೊರ ಗೋಡೆಯು ನೀರಿನಿಂದ ತಂಪಾಗುವ ಇಂಟರ್‌ಲೇಯರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯ ಗಂಟೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಬೆಲ್‌ನ ಒಳಭಾಗವು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕೋಣೆಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಉಷ್ಣ ನಿರೋಧನ ಇಂಗಾಲದ ಭಾವನೆಯಿಂದ ಕೂಡಿದೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆ ವಿಶೇಷ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕುಹರ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಅನಿಲ-ತೇಲುವ ತಿರುಗುವ ಬೇಸ್, ಇತ್ಯಾದಿ. ಸಂಪೂರ್ಣ ಸ್ಫಟಿಕ ಗಂಟೆಯನ್ನು ಸಿಲಿಂಡರಾಕಾರದಿಂದ ಮುಚ್ಚಲಾಗುತ್ತದೆ ಇಂಡಕ್ಷನ್ ಕಾಯಿಲ್, ಮತ್ತು ಗಂಟೆಯೊಳಗಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕೋಣೆಯನ್ನು ಮಧ್ಯಮ-ಆವರ್ತನ ಇಂಡಕ್ಷನ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಪೂರೈಕೆಯಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯವಾಗಿ ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 1 (b) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ವಾಹಕ ಅನಿಲ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಅನಿಲ ಮತ್ತು ಡೋಪಿಂಗ್ ಅನಿಲವು ವೇಫರ್ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಮೂಲಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಚೇಂಬರ್‌ನ ಅಪ್‌ಸ್ಟ್ರೀಮ್‌ನಿಂದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಚೇಂಬರ್‌ನ ಕೆಳಭಾಗಕ್ಕೆ ಸಮತಲವಾದ ಲ್ಯಾಮಿನಾರ್ ಹರಿವಿನಲ್ಲಿ ಹರಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಾಲದಿಂದ ಹೊರಹಾಕಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಅನಿಲ ಅಂತ್ಯ. ವೇಫರ್‌ನೊಳಗೆ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು, ಏರ್ ಫ್ಲೋಟಿಂಗ್ ಬೇಸ್ ಮೂಲಕ ಸಾಗಿಸುವ ವೇಫರ್ ಅನ್ನು ಯಾವಾಗಲೂ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ತಿರುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ತಲಾಧಾರವು ವಾಣಿಜ್ಯ 150 mm, 200 mm (6 ಇಂಚುಗಳು, 8 ಇಂಚುಗಳು) <1120> ದಿಕ್ಕು 4 ° ಆಫ್-ಕೋನ ವಾಹಕ n- ಮಾದರಿಯ 4H-SiC ಡಬಲ್-ಸೈಡೆಡ್ ಪಾಲಿಶ್ ಮಾಡಿದ SiC ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಶಾಂಕ್ಸಿ ಶುಯೋಕ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಟ್ರೈಕ್ಲೋರೋಸಿಲೇನ್ (SiHCl3, TCS) ಮತ್ತು ಎಥಿಲೀನ್ (C2H4) ಅನ್ನು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೂಲಗಳಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳಲ್ಲಿ TCS ಮತ್ತು C2H4 ಅನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೂಲವಾಗಿ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ಮೂಲವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಾರಜನಕ (N2) ಅನ್ನು n- ಆಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಡೋಪಿಂಗ್ ಮೂಲ ಪ್ರಕಾರ, ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ (H2) ಅನ್ನು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸುವ ಅನಿಲ ಮತ್ತು ವಾಹಕ ಅನಿಲವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯು 1 600 ~1 660 ℃, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಒತ್ತಡವು 8×103 ~12×103 Pa, ಮತ್ತು H2 ಕ್ಯಾರಿಯರ್ ಅನಿಲ ಹರಿವಿನ ಪ್ರಮಾಣವು 100～140 L/min ಆಗಿದೆ.

1.3 ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್ ಪರೀಕ್ಷೆ ಮತ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣ
ಫೋರಿಯರ್ ಅತಿಗೆಂಪು ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೀಟರ್ (ಉಪಕರಣ ತಯಾರಕ ಥರ್ಮಲ್‌ಫಿಶರ್, ಮಾದರಿ iS50) ಮತ್ತು ಪಾದರಸ ತನಿಖೆ ಸಾಂದ್ರತೆ ಪರೀಕ್ಷಕ (ಉಪಕರಣ ತಯಾರಕ ಸೆಮಿಲಾಬ್, ಮಾದರಿ 530L) ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರದ ದಪ್ಪ ಮತ್ತು ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಸರಾಸರಿ ಮತ್ತು ವಿತರಣೆಯನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ; ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಲೇಯರ್‌ನಲ್ಲಿನ ಪ್ರತಿ ಬಿಂದುವಿನ ದಪ್ಪ ಮತ್ತು ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ವ್ಯಾಸದ ರೇಖೆಯ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವುದರ ಮೂಲಕ ವೇಫರ್‌ನ ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿ 45 ° ನಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯ ಉಲ್ಲೇಖ ಅಂಚಿನ ಸಾಮಾನ್ಯ ರೇಖೆಯನ್ನು ಛೇದಿಸುವ ಮೂಲಕ 5 ಎಂಎಂ ಎಡ್ಜ್ ತೆಗೆಯುವಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. 150 ಮಿಮೀ ವೇಫರ್‌ಗಾಗಿ, ಒಂದು ವ್ಯಾಸದ ರೇಖೆಯ ಉದ್ದಕ್ಕೂ 9 ಅಂಕಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ (ಎರಡು ವ್ಯಾಸಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಲಂಬವಾಗಿರುತ್ತವೆ), ಮತ್ತು 200 ಎಂಎಂ ವೇಫರ್‌ಗಾಗಿ, ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ 21 ಪಾಯಿಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ. ಪರಮಾಣು ಬಲ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕ (ಉಪಕರಣ ತಯಾರಕ ಬ್ರೂಕರ್, ಮಾಡೆಲ್ ಡೈಮೆನ್ಶನ್ ಐಕಾನ್) 30 μm × 30 μm ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಮಧ್ಯ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಅಂಚಿನ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ (5 ಮಿಮೀ ಅಂಚು) ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಗಿದೆ. ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರದ ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನವನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದು; ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರದ ದೋಷಗಳನ್ನು ಮೇಲ್ಮೈ ದೋಷದ ಪರೀಕ್ಷಕವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ (ಉಪಕರಣ ತಯಾರಕ ಚೀನಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ 3D ಇಮೇಜರ್ ಅನ್ನು ಕೆಫೆಂಗ್‌ಗುವಾದಿಂದ ರಾಡಾರ್ ಸಂವೇದಕದಿಂದ (ಮಾದರಿ ಮಾರ್ಸ್ 4410 ಪ್ರೊ) ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ.