Nunc, industria SiC ab 150 mm (6 digitis) ad 200 mm (8 pollices) mutat. Ut instantia postulanti pro magna magnitudine, qualitate SiC lagana homoepitaxia in industria, 150mm et 200mm.4H-SiC lagana homoepitaxiafeliciter praeparata sunt in subditis domesticis utentes ad 200mm SiC epitaxialem apparatu augmenti independenter elaboratae. Processus homoepitaxialis aptus 150mm et 200mm elaboratus est, in quo rate incrementi epitaxialis maior esse potest quam 60um/h. Dum in summa celeritate convenit epitaxia, optimum est quale epitaxial laganum. Crassitudo uniformitas 150 mm et 200 mmSiC epitaxial laganaintra 1.5%, retrahitur uniformitas minor quam 3%, defectus densitatis fatalis minor est quam 0,3 particulae/cm2, et radix superficies epitaxialis asperitatis media quadrata Ra minor est quam 0.15nm, et omnes nuclei processus indices sunt in de industria gradum provectum.
Pii Carbide (SiC)est unus ex repraesentativis materiae semiconductoris tertiae generationis. Proprietates campi alti naufragii habet vires, optimas conductivity scelerisque, magna electronica satietatem summa velocitate, et resistentia radiorum fortis. Plurimum dilatavit energiae processus capacitatis machinarum potentiae et necessaria servitii sequentis generationis potentiae electronicarum rerum occurrere potest ad machinas magnas potentias, parvitatem, caliditatem, altitudinem radialem et alias extremas condiciones. Spatium reducere potest, vim consummationis reducere et refrigerationem requisita reducere. Novas vehicula energiae, vecturae rail, gridi captivorum et aliorum agrorum novas mutationes intulit. Ergo semiconductores carbide Pii agniti sunt sicut materia idealis quae posteros electronici machinas potentiae virtutis altae ducet. Nuper in annis, propter consilium nationale subsidium ad progressionem semiconductoris tertiae generationis industriae, investigationis et evolutionis et constructionis 150 mm SiC systematis industriae in Sinis basically peractae sunt et securitatem catenae industrialis habet. basically praestatur. Ideo industria umbilicum sensim moverunt ad constantem moderationem et efficientiam emendationem. Ut in Tabula 1, comparata cum 150 mm, 200 mm SiC utendo rate marginem superiorem habet, outputa lagani unius lagani per circiter 1.8 temporibus augeri potest. Post technologiam maturescit, sumptus fabricandis unius modii per 30% minui potest. Mediatio technologica 200 mm directa significat "impensas reducere et efficientiam augere", et clavis est etiam ad industriam semiconductoris patriae meae ad "aequalem" vel etiam "ducere".
Differt a Si ratio processus;SiC semiconductor cogitationes potentiaeomnes processionaliter et stratis epitaxialibus sicut lapis angularis paratus sunt. Laganae epitaxiales essentiales materiae fundamentales sunt pro machinas potentiae SiC. Qualitas iacuit epitaxialis directe determinat cede de fabrica, et eius sumptus pro XX% de pretio fabricandi chip. Ergo incrementum epitaxial est essentiale medium vinculum in SiC potentiae machinas. Superior terminus gradus processus epitaxialis per epitaxialem apparatum determinatur. In praesenti, localisatio gradus 150mm SiC apparatu epitaxialis in Sinis relative altum est, sed altiore extensione 200mm pigri post gradum internationalem simul. Quapropter ad solvendas urgentes necessitates et problemata bottleneck magnae amplitudinis, summa qualitas materiae epitaxialis fabricandi ad progressionem industriae tertiae generationis domesticae semiconductoris, haec charta 200 mm SiC epitaxialem apparatum in patria mea feliciter explicatum introducit; et processus epitaxialis studet. Per processum parametri optimizing ut temperies processus, ferebat rate fluens gas, C/Si ratio, etc., retrahitur uniformitas <3%, crassitudo non-uniformis <1.5%, asperitas Ra <0.2 nm et defectus fatalis densitas <0.3 grana /cm2 of 150 mm et 200 mm lagana epitaxialis SiC cum independenter evoluta 200 mm carbide epitaxiali fornaci pii obtinentur. Apparatus processus gradu summus qualitas SiC potentiae adinventiones necessitatibus occurrere praeparare possunt.
1 Experimentum
1.1 PrincipiumSiC epitaxialprocessus
Processus incrementi homoepitaxialis 4H-SiC principaliter includit gradus 2 key, scilicet summus temperatus in situ etinges 4H-SiC subiectae et processus chemici vaporum homogeneorum depositionis. Praecipuum propositum in- situ etching substrati est ut subsurfacit damnum substrati post laganum politionem, residua politionem liquidam, particulas et iacum oxydatum, et structurae atomici regularis gradatim in substrata superficie per etching formari possit. In- situ etching plerumque in atmosphaera hydrogenii exerceri solet. Secundum exigentias actuales, parva gasi auxiliaris copia addi etiam potest, sicut hydrogenium chloridum, propane, ethylene vel silane. Temperatura in- situ hydrogenii etchingae plerumque supra 1 600 est, et pressione camerae reactionis plerumque infra 2×104 pa in processu etingificatione moderatur.
Postquam superficies subiecta ab in- situ etching excitatur, processus depositionis vaporis chemici summus temperatus intrat, id est, principium incrementi (ut ethylene/propane, TCs/silane), fontem doping (n-type doping source NITROGENIUM. , p-type doping source TMAl), et gas auxiliares qualia sunt hydrogenii chloridi ad cameram reactionem per magnum gasi cursoris fluxum (plerumque hydrogenii) portantur. Post gas reciprocus in camera reactionis calidissimae, pars praecursoris reagit chemicam et adsorbit super laganum superficiem, et unius crystalli 4H-SiC epitaxialis iacuit homogeneus cum quadam intentione doping, speciei crassitudinis, et qualitas superior formatur. super substrata superficie utens simplici crystallo 4H-SiC sicut exemplum. Post annos explorationis technicae, technologia 4H-SiC homoepitaxia radicaliter maturata est et late in productione industriae adhibetur. Maxime late 4H-SiC technologiae homoepitaxialis in mundo duas notas typicas habet:
(1) Usura extemporali (respectu ad <0001> plani crystallini, versus <11-20> cristallum directum) substratum obliquum incisum ut exemplum, summa puritas simplex 4H-SiC epitaxialis iacuit sine sordibus est. deposita substrata in modum incrementi gradus gradatim modus. Mane 4H-SiC incrementum homoepitaxiale usus est substrato cristallo positivo, id est <0001> Si plano ad incrementum. Densitas graduum atomicorum in superficie subiecti cristalli affirmativi humilis est et solaria lata sunt. Incrementum duarum dimensivarum nuclei facile contingit in processu epitaxy formare 3C crystallum SiC (3C-SiC). Per axem abscissionem, altum densitatem, angustum xystum, latitudinis atomi gradus in superficie subiectae 4H-SiC <0001> introduci possunt, et praecursor adsorbed ad gradum atomicum positionem efficaciter attingere potest cum energia superficiei humili per diffusionem superficiei. . Ad gradum, praecursor atomi/molecularis coetus compagis positio unica est, ut in gradu incrementi modus fluens, iacuit epitaxialis perfecte possidebit Si-C duplex stratum atomicum positis ordo substratum ut unum cristallum cum eodem crystallo efformet. phase as the subject.
(2) Maximum incrementum epitaxialis celeritas obtinetur inducendo fontem chlorinum continentem Pii. In conventional SiC vaporum chemicorum depositio systemata, silane et propane (vel ethylene) principale incrementum sunt fontes. In processu augendo ratem augendo augendo fons influendi rate, sicut aequilibrium partiale pressio componentis siliconis augere pergit, facile est uvas silicones formare per nucleum gasi homogeneum, quod insigniter minuit utendo ratem. Pii origo. Institutio uvarum Pii magnopere limitat emendationem incrementi epitaxialis. Eodem tempore, silicon botri gradus fluere perturbare potest incrementum ac defectionem nucleationis causa. Ut gas periodi nucleationis homogeneae vitet et incrementum epitaxialem augeat, introductio fontes chlorini fundati in praesenti est methodus amet augendi epitaxialem incrementi 4H-SiC.
1.2 200 mm (8-inch) SiC epitaxial apparatu et processu conditionibus
Experimenta in hac charta descripta omnia facta sunt in 150/200 mm (6/8-inch) compatible monolithic murum horizontalem calidum SiC apparatu epitaxiali independenter evoluta ab 48 Instituto Sinarum Electronics Technology Group Corporation. Fornax epitaxialis sustinet plene laganum latum latum oneratisque et exoneratis. Figura 1 schematicum est schematicum structurae internae cubiculi reactionis instrumenti epitaxialis. Ut in Figura I ostensum est, parietis exterioris cubiculi reactionis est vicus campana cum interposito aqua refrigerato, et intus campanae reactionem summus temperatus est, quod ex sceleste nullae carbonis sensitivae, summae puritatis componitur. graphite speciali cavitatis, graphite gas- fluitantis basim rotantis etc. Tota vicus campana inductione cylindrica obducta est, et camera reactionis intra campanam electromagnetice per inductionem media frequentiam calefacta est. copia virtutis. Ut in Figura 1 (b), tabellarius gas, gas reactiones, et gas- doping omnes per superficiem laganum in laminae horizontali fluunt ab adverso cubiculi reactionis ad amni cubiculi reactionis et emittuntur a cauda. gas finem. Ut constantiam intus laganum conservet, laganum ab aere natante basi portatum semper in processu volvitur.
Substratum in experimento adhibitum est commercii 150 mm, 200 mm (6 pollices, 8 dig) <1120> directio 4° off angulus conductivus n-typus 4H-SiC bipartitus politus SiC substratus productus a Shanxi Shuoke Crystal. Trichlorosilane (SiHCl3, TCS) et ethylene (C2H4) adhibentur ut fontes principales incrementi in processu experimenti, inter quos TCS et C2H4 adhibentur ut fons silicon et fons carbonii respective, summus puritas nitrogenii (N2) adhibetur ut n. typus fons doping, et hydrogenii (H2) dilutio gas et ferebat gas. Temperatus ampliatio processus epitaxialis est 1 600 ~1 660 ℃, processus pressionis 8×103 ~ 12×103 Pa, et cursor gas fluxus rate 100～140 L/min est.
1.3 Epitaxial laganum probatio et characterisation
Fourier spectrometer infrared (adparatus fabricator Thermalfisher, exemplar iS50) et mercurialis specillum concentratio testarum (paratio fabrica Semilab, exemplar 530L) adhibita sunt ad designandum medium et distributionem epitaxialis crassitudinis et defectus dopingis; crassitudo et concentratio doping cujusvis puncti in strato epitaxiali determinati sunt punctis in diametro secantibus lineam normalem principalis referentis ora 45° in centro lagani cum 5 mm margine remotionis. Ad laganum 150 mm, puncta 9 sumta sunt per unam lineam diametri (duae diametri perpendiculares inter se), et pro 200 mm laganum puncta 21 capta sunt, ut in Figura 2. Vim microscopii atomi (armorum fabrica. Bruker, exemplar Dimensionis Icon) eligere solebat 30 µm×30 µm areis in area centri et ora in area (5 mm ora remotionis) epitaxialis lagani ad asperitatem superficiei iacientis epitaxialis probandam; defectus iacuit epitaxialis metiebatur utens defectus superficiei probatoris (armorum fabrica Sinarum Electronics The 3D imager a radar sensore (exemplum Martis 4410 pro) ex Kefenghua designabatur.
Post tempus: Sep-04-2024