I tenei wa, kei te huri te ahumahi SiC mai i te 150 mm (6 inihi) ki te 200 mm (8 inihi). Hei whakatutuki i te hiahia ohorere mo nga wafers homoepitaxial SiC nui-rahi, kounga teitei i roto i te ahumahi, 150mm me te 200mm4H-SiC homoepitaxial angiangii pai te whakarite i runga i nga taputapu o-whare ma te whakamahi i nga taputapu whakatipu epitaxial 200mm SiC motuhake. I whakawhanakehia he tukanga homoepitaxial e tika ana mo te 150mm me te 200mm, ka nui ake te tipu o te epitaxial i te 60um/h. I te wa e tutuki ana te epitaxy tere-tere, he pai te kounga o te wafer epitaxial. Ko te riterite matotoru o te 150 mm me te 200 mmSiC epitaxial angiangiKa taea te whakahaere i roto i te 1.5%, he iti iho i te 3% te whakakotahitanga o te kukū, he iti iho i te 0.3 matūriki/cm2 te kiato o te koha mate mate, a ko te tikanga o te taratara o te mata epitaxial he tapawha Ra iti iho i te 0.15nm, ko nga tohu tukanga matua katoa kei te te taumata matatau o te ahumahi.
Silicon Carbide (SiC)Ko tetahi o nga maangai o nga reanga tuatoru o nga rauemi semiconductor. Kei a ia nga ahuatanga o te kaha o te waahi pakaru, te pai o te kawe i te waiariki, te tere tere tere tere o te hiko, me te kaha o te aukati iraruke. Kua tino whakawhānuihia te kaha o te tukatuka kaha o nga taputapu hiko, a ka taea e ia te whakatutuki i nga whakaritenga ratonga o te reanga o muri mai o nga taputapu hiko hiko mo nga taputapu me te kaha nui, te iti o te rahi, te teitei teitei, te teitei o te rauropi me etahi atu tikanga tino kino. Ka taea te whakaiti i te waahi, te whakaiti i te kohi hiko me te whakaiti i nga whakaritenga whakamahana. Kua puta nga huringa hurihuri ki nga waka hiko hou, te kawe tereina, nga matiti atamai me etahi atu mara. Na reira, kua mohiohia nga semiconductors carbide silicon hei taonga pai hei arahi i nga reanga o muri mai o nga taputapu hiko hiko kaha. I roto i nga tau tata nei, he mihi ki te tautoko kaupapa here a motu mo te whanaketanga o te tuatoru-whakatupuranga semiconductor ahumahi, te rangahau me te whanaketanga me te hanga o te 150 mm SiC pūnaha ahumahi pūrere kua tino oti i roto i Haina, me te haumarutanga o te mekameka ahumahi kua. kua tino whakamanahia. Na reira, kua huri haere te aro o te umanga ki te whakahaere utu me te whakapai ake. E whakaatu ana i te Ripanga 1, ka whakatauritea ki te 150 mm, 200 mm SiC he teitei ake te reiti whakamahi mata, a ko te whakaputanga o nga maramara angiangi kotahi ka taea te whakanui ake mo te 1.8 wa. I muri i te pakari o te hangarau, ka taea te whakaheke i te utu hanga o te maramara kotahi ma te 30%. Ko te pakaruhanga hangarau o te 200 mm he huarahi tika mo te "whakaiti i nga utu me te whakanui ake i te kaha", a ko te mea nui hoki mo te ahumahi semiconductor o taku whenua ki te "whakariterite" ki te "arahi" ranei.
He rereke mai i te tukanga taputapu Si,Ko nga taputapu hiko semiconductor SiCka tukatukahia, ka rite ki nga paparanga epitaxial hei kohatu kokonga. Ko nga mea angiangi epitaxial he rauemi taketake mo nga taputapu hiko SiC. Ko te kounga o te paparanga epitaxial e whakatau tika ana i te hua o te taputapu, a ko te utu mo te 20% o te utu hanga maramara. Na reira, ko te tipu epitaxial he hononga takawaenga nui ki nga taputapu hiko SiC. Ko te rohe o runga o te taumata tukanga epitaxial ka whakatauhia e nga taputapu epitaxial. I tenei wa, ko te tohu waahi o te 150mm SiC epitaxial taputapu i Haina he tino tiketike, engari ko te whakatakotoranga whanui o te 200mm kei muri i te taumata o te ao i te wa ano. Na reira, ki te whakaoti i nga hiahia ohorere me nga raruraru pounamu o te hanga taonga epitaxial nui-nui, te kounga teitei mo te whakawhanaketanga o te ahumahi semiconductor whakatipuranga tuatoru o te whare, ka whakaatuhia e tenei pepa nga taputapu epitaxial 200 mm SiC kua angitu i whakawhanakehia i taku whenua, me te ako i te tukanga epitaxial. Na roto i te arotau i nga tawhā tukanga penei i te pāmahana tukanga, te tere o te rere hau kawe, te tauwehenga C/Si, me etahi atu, te rite o te kukū <3%, te matotoru kore-rite <1.5%, te taratara Ra <0.2 nm me te kiato mate kino <0.3 nga witi /cm2 o te 150 mm me te 200 mm SiC nga angiangi epitaxial me te 200 mm o te 200 mm silicon carbide epitaxial oumu kua hangaia. Ka taea e te taumata tukanga taputapu te whakatutuki i nga hiahia o te whakarite taputapu hiko SiC kounga teitei.
1 Whakamatau
1.1 Te Kaupapa oSiC epitaxialtukanga
Ko te tukanga tipu homoepitaxial 4H-SiC ko te nuinga o nga waahanga matua e 2, ara, te whakamaarama teitei i roto i te waahi o te 4H-SiC tïpako me te tukanga whakaheke matū matū riterite. Ko te kaupapa matua o te tarai i roto i te waahi ko te tango i te kino o raro o te papa i muri i te whakakoi angiangi, te toenga o te wai whakakoi, nga matūriki me te paparanga waikura, a ka taea te hanga i tetahi hanganga takahanga ngota i runga i te mata o te taputapu ma te tarai. I te nuinga o te wa ka mahia te tarai i roto i te hauwai. E ai ki nga whakaritenga o te tukanga, ka taea ano te taapiri i te iti o te hau awhina, penei i te hydrogen chloride, propane, ethylene, silane ranei. Ko te pāmahana o te hauwai i roto i te waahi kei runga ake i te 1 600 ℃, a ko te pehanga o te ruma tauhohenga kei te whakahaeretia i raro i te 2×104 Pa i te wa o te mahi tarai.
I muri i te whakahohenga o te mata tïpako i roto i te waahi, ka uru atu ki roto i te tukanga whakangao matū matū teitei, ara, ko te puna tipu (penei i te ethylene/propane, TCS/silane), te puna doping (n-momo doping puna hauota. , P-momo doping puna TMAl), me te hau awhina penei i te hauwai hauwai ka haria ki te ruma tauhohenga ma te rere nui o te hau kawe (te nuinga o te hauwai). I muri i te tauhohenga o te hau i roto i te ruuma tauhohenga teitei, ka tauhohe matū tetahi waahanga o te kaamata me te adsorbs i runga i te mata angiangi, a ka hangaia he paparanga epitaxial 4H-SiC kotahi-kiriata me te kukū doping motuhake, te matotoru motuhake, me te kounga teitei ake. i runga i te mata tïpako ma te whakamahi i te tïpako kirikiri kotahi 4H-SiC hei tauira. I muri i nga tau o te torotoro hangarau, kua tino pakari te hangarau homoepitaxial 4H-SiC me te whakamahi whanui i roto i nga mahi ahumahi. Ko te hangarau homoepitaxial 4H-SiC tino whakamahia i te ao e rua nga ahuatanga angamaheni:
(1) Ma te whakamahi i te tuaka-atu (e pa ana ki te rererangi karaihe <0001>, ki te <11-20> te ahunga karaihe) tïpako tapatapahia hei tauira, he paparanga epitaxial kotahi-kiriata 4H-SiC tino parakore me te kore parakore. ka whakatakotoria ki runga i te tïpako i roto i te ahua o te aratau tipu-rere. Ko te tipu o te homoepitaxial tuatahi o 4H-SiC i whakamahia he taputapu karaihe pai, ara, te <0001> Si plane mo te tipu. He iti te kiato o nga hikoi ngota i runga i te mata o te tïpako kiriata pai, he whanui nga papa. He ngawari te tipu o te nucleation rua-ahu i te wa o te tukanga epitaxy ki te hanga 3C tioata SiC (3C-SiC). Na roto i te tapahi tuaka, teitei-kiato, whaiti te whanui o te papaaarahi whaanui ka taea te whakauru i nga hikoi ngota ki runga i te mata o te 4H-SiC <0001> tïpako, a ka taea e te precursor te whakauru ki te tuunga o te hikoi ngota me te iti o te kaha o te mata na roto i te whakamaaramatanga o te mata. . I te taahiraa, he ahurei te tuunga herenga ngota ngota/rōpū rāpoi tuatahi, no reira i roto i te aratau tipu rere, ka taea e te paparanga epitaxial te tuku iho i te raupapa taapiri paparanga ngota rua Si-C o te tïpako ki te hanga i te karaihe kotahi me te karaihe kotahi. wāhanga hei tïpako.
(2) Ko te tipu o te epitaxial tere tere ka tutuki ma te whakauru i te puna silicon chlorine. I roto i nga punaha whakaheke matū matū SiC, ko te silane me te propane (ethylene ranei) nga puna tipu matua. I roto i te tukanga o te whakanui ake i te tere o te tipu ma te whakanui ake i te tere o te rere o te puna tipu, i te mea kei te piki tonu te pehanga wahanga o te waahanga silicon, he mea ngawari ki te hanga i nga tautau silicon ma te whakakotahitanga o te wahanga hau o te hau, e tino whakaiti ana i te reiti whakamahi o te. puna silicon. Ko te hanganga o nga tautau silicon ka tino whakaiti i te whakapai ake i te tere o te tipu epitaxial. I te wa ano, ka taea e nga tautau silicon te whakararuraru i te tipu o te rere o te hikoi me te pakaru o te nucleation. Hei karo i te wahanga hau riterite me te whakanui ake i te tere o te tipu epitaxial, ko te whakaurunga o nga puna hika-a-maota ko te tikanga auraki hei whakanui ake i te tere o te tipu epitaxial o 4H-SiC.
1.2 200 mm (8-inihi) SiC taputapu epitaxial me nga tikanga tukanga
Ko nga whakamatautau i whakaahuatia i roto i tenei pepa i whakahaere katoa i runga i te 150/200 mm (6/8-inihi) hototahi monolithic whakapae wera taiepa SiC taputapu epitaxial hanga motuhake e te 48th Institute of China Electronics Technology Group Corporation. Ko te oumu epitaxial e tautoko ana i te uta angiangi aunoa me te tango. Ko te ahua 1 he hoahoa hoahoa o te hanganga o roto o te ruma tauhohenga o nga taputapu epitaxial. E whakaatu ana i te Whakaahua 1, ko te pakitara o waho o te ruuma tauhohenga he pere quartz me te whakamatao o te wai, a ko te roto o te pere he ruuma tauhohenga teitei, he mea tito he waro whakamaarama waiariki, he parakore teitei. kohao graphite motuhake, turanga hurihuri hau-kauwhata graphite, me etahi atu. Ko te pere quartz katoa kua hipokina ki te porotaka whakauru porotakaroa, a, ko te ruma tauhohenga i roto i te pere he mea whakamahana hiko e te hiko o te reo-auau induction power supply. E whakaatu ana i te Whakaahua 1 (b), ka rere katoa te hau kawe, te hau tauhohenga, me te hau doping i roto i te mata angiangi i roto i te rere maramara whakapae mai i te whakarunga o te ruma tauhohenga ki te whakararo o te ruma tauhohenga ka tukuna mai i te hiku. mutu hau. Hei whakarite i te riterite o roto i te angiangi, ka huri tonu te angiangi e mauria ana e te turanga rererangi o te rangi i te wa e mahi ana.
Ko te tïpako i whakamahia i roto i te whakamätautau he arumoni 150 mm, 200 mm (6 inihi, 8 inihi) <1120> ahunga 4°atu-koki conductive n-momo 4H-SiC rua-taha oro SiC tïpako i hangaia e Shanxi Shuoke Crystal. Ko te Trichlorosilane (SiHCl3, TCS) me te ethylene (C2H4) ka whakamahia hei puna tipu matua i roto i te whakamatautau tukanga, i roto i enei ka whakamahia te TCS me te C2H4 hei puna silicon me te puna waro, ka whakamahia te hauota tino parakore (N2) hei n- momo puna doping, ka whakamahia te hauwai (H2) hei hau waimeha me te hau kawe. Ko te awhe pāmahana o te tukanga epitaxial ko 1 600 ~ 1 660 ℃, ko te pehanga o te tukanga ko 8 × 103 ~ 12 × 103 Pa, me te H2 kawe hau rere tere ko 100～140 L / min.
1.3 Te whakamatautau angiangi epitaxial me te tohu tohu
Fourier infrared spectrometer (kaihanga taputapu Thermalfisher, tauira iS50) me te whakamatatau whakamaumahara mercury (kaihanga taputapu Semilab, tauira 530L) i whakamahia hei tohu i te toharite me te tohatoha o te matotoru paparanga epitaxial me te kukū doping; te matotoru me te kukū doping o ia tohu i roto i te paparanga epitaxial i whakatauhia ma te tango i nga tohu i te taha o te raina diameter e whakawhiti ana i te raina noa o te tapa tohutoro matua i te 45° i te waenganui o te angiangi me te 5 mm te tango mata. Mo te angiangi 150 mm, e 9 nga tohu i tangohia ma te raina diameter kotahi (e rua nga diameter e tika ana tetahi ki tetahi), mo te angiangi 200 mm, 21 nga tohu i tangohia, penei i te Whakaahua 2. Ko Bruker, tauira Dimension Icon) i whakamahia ki te whiriwhiri i nga waahi 30 μm × 30 μm i roto i te rohe pokapū me te rohe o te taha (5 mm te tango i te taha) o te angiangi epitaxial ki te whakamatautau i te taratara o te mata o te paparanga epitaxial; ko nga hapa o te paparanga epitaxial i inehia ma te whakamahi i te kaitirotiro hapa mata (kaihanga taputapu China Electronics Ko te whakaahua 3D i tohuhia e te puoro radar (tauira Mars 4410 pro) mai i Kefenghua.
Te wa tuku: Sep-04-2024