2 စမ်းသပ်မှုရလဒ်များနှင့် ဆွေးနွေးမှု
၂.၁Epitaxial အလွှာအထူနှင့်တူညီမှု
Epitaxial အလွှာအထူ၊ doping အာရုံစူးစိုက်မှုနှင့်တူညီမှုသည် epitaxial wafers များ၏အရည်အသွေးကိုစစ်ဆေးရန်အတွက်အဓိကညွှန်ပြချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ တိကျစွာ ထိန်းချုပ်နိုင်သော အထူ၊ ဓာတုဗေဒ ရည်စူးမှု နှင့် wafer အတွင်း တူညီမှုသည် စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ညီညွတ်မှုကို သေချာစေရန် သော့ချက်ဖြစ်သည်။SiC ပါဝါ ကိရိယာများနှင့် epitaxial အလွှာအထူနှင့် doping အာရုံစူးစိုက်မှုတူညီမှုသည် epitaxial ပစ္စည်းများ၏လုပ်ငန်းစဉ်စွမ်းရည်ကိုတိုင်းတာရန်အတွက်အရေးကြီးသောအခြေခံများဖြစ်သည်။
ပုံ 3 သည် 150 မီလီမီတာ နှင့် 200 မီလီမီတာ မျဉ်းကွေး၏ အထူတူညီမှုနှင့် ဖြန့်ဖြူးမှုကို ပြသသည်။SiC epitaxial wafers. epitaxial အလွှာအထူဖြန့်ဖြူးမျဉ်းကွေးသည် wafer ၏ဗဟိုအမှတ်နှင့် symmetrical ဖြစ်သည်ကိုပုံမှတွေ့နိုင်သည်။ epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်အချိန်သည် 600s၊ 150mm epitaxial wafer ၏ပျမ်းမျှ epitaxial အလွှာအထူသည် 10.89 um ဖြစ်ပြီး အထူတူညီမှုသည် 1.05% ဖြစ်သည်။ တွက်ချက်ခြင်းဖြင့်၊ epitaxial ကြီးထွားမှုနှုန်းသည် 65.3 um/h ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် ပုံမှန်မြန်ဆန်သော epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်အဆင့်ဖြစ်သည်။ တူညီသော epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်အချိန်အောက်တွင်၊ 200 မီလီမီတာ epitaxial wafer ၏ epitaxial အလွှာအထူသည် 10.10 um၊ အထူတူညီမှုသည် 1.36% အတွင်းဖြစ်ပြီး စုစုပေါင်းကြီးထွားနှုန်းမှာ 60.60 um/h ဖြစ်ပြီး၊ 150 mm epitaxial ကြီးထွားမှုထက် အနည်းငယ်နိမ့်ပါသည်။ နှုန်း။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ဆီလီကွန်ရင်းမြစ်နှင့် ကာဗွန်ရင်းမြစ်သည် wafer မျက်နှာပြင်မှတဆင့် ဓာတ်ပြုခန်း၏အောက်ပိုင်းသို့ ဆီလီကွန်ရင်းမြစ်နှင့် ကာဗွန်ရင်းမြစ် စီးဆင်းသွားသည့်လမ်းတစ်လျှောက် သိသာထင်ရှားစွာ ဆုံးရှုံးသွားသောကြောင့်ဖြစ်ပြီး 200 mm wafer area သည် 150 mm ထက် ပိုကြီးပါသည်။ ဓာတ်ငွေ့များသည် 200 mm wafer ၏ မျက်နှာပြင်ကို ရှည်လျားသော အကွာအဝေးအတွက် စီးဆင်းသွားပြီး လမ်းတစ်လျှောက်တွင် စားသုံးသော ဓာတ်ငွေ့သည် ပိုများသည်။ wafer သည် ဆက်လက်လည်ပတ်နေသည့် အခြေအနေအောက်တွင်၊ epitaxial အလွှာ၏ ခြုံငုံအထူသည် ပိုမိုပါးလွှာသောကြောင့် ကြီးထွားမှုနှုန်းသည် နှေးကွေးပါသည်။ ယေဘုယျအားဖြင့်၊ 150 မီလီမီတာနှင့် 200 မီလီမီတာ epitaxial wafers များ၏ အထူတူညီမှုသည် အလွန်ကောင်းမွန်ပြီး စက်ပစ္စည်းများ၏ လုပ်ငန်းစဉ်စွမ်းရည်သည် အရည်အသွေးမြင့်စက်ပစ္စည်းများ၏ လိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်သည်။
2.2 Epitaxial အလွှာသည် doping အာရုံစူးစိုက်မှုနှင့် တူညီမှု
ပုံ 4 သည် 150 mm နှင့် 200 mm ရှိသော doping concentration တူညီမှုနှင့် မျဉ်းကွေးဖြန့်ကျက်မှုကို ပြသည်။SiC epitaxial wafers. ပုံမှတွေ့မြင်နိုင်သည်အတိုင်း၊ epitaxial wafer ပေါ်ရှိအာရုံစူးစိုက်မှုဖြန့်ဝေမှုမျဉ်းကွေးသည် wafer ၏အလယ်ဗဟိုနှင့်ဆက်စပ်သောသိသာထင်ရှားသော symmetry ရှိသည်။ 150 mm နှင့် 200 mm epitaxial အလွှာများ၏ doping concentration တူညီမှုသည် 2.80% နှင့် 2.66% အသီးသီးဖြစ်ပြီး 3% အတွင်း ထိန်းချုပ်နိုင်သည့် တူညီသောနိုင်ငံတကာစက်ပစ္စည်းများအတွက် အထူးကောင်းမွန်သောအဆင့်ဖြစ်သည်။ epitaxial အလွှာ၏ doping အာရုံစူးစိုက်မှုမျဉ်းကွေးကို အချင်းလမ်းကြောင်းတစ်လျှောက် "W" ပုံသဏ္ဍာန်ဖြင့် ဖြန့်ဝေထားပြီး၊ အဓိကအားဖြင့် အလျားလိုက် ပူသောနံရံ epitaxial မီးဖို၏ လေစီးဆင်းမှုလမ်းကြောင်းသည် အလျားလိုက်လေစီးဆင်းမှု epitaxial growth furnace မှ ဖြစ်သောကြောင့်၊ လေဝင်ပေါက်အဆုံး (ရေဆန်) သည် wafer မျက်နှာပြင်ကို ဖြတ်၍ လမင်နာပုံစံဖြင့် စီးဆင်းပြီး မြစ်အောက်ပိုင်းမှ ထွက်သည်။ ကာဗွန်အရင်းအမြစ် (C2H4) ၏ "လမ်းတစ်လျှောက် လျော့နည်းသွားခြင်း" နှုန်းသည် ဆီလီကွန်ရင်းမြစ် (TCS) ထက် မြင့်မားသောကြောင့် wafer လှည့်သောအခါ၊ wafer မျက်နှာပြင်ရှိ အမှန်တကယ် C/Si သည် အစွန်းမှ တဖြည်းဖြည်း လျော့နည်းသွားပါသည်။ အလယ်ဗဟို (ဗဟိုရှိကာဗွန်အရင်းအမြစ်သည် နည်းပါးသည်)၊ C နှင့် N တို့၏ "ပြိုင်ဆိုင်မှုအနေအထားသီအိုရီ" အရ wafer ၏ဗဟိုရှိ doping အာရုံစူးစိုက်မှုသည် အစွန်းဆီသို့ တဖြည်းဖြည်းလျော့နည်းသွားသည်၊ အလွန်ကောင်းမွန်သော အာရုံစူးစိုက်မှု တူညီမှုရရှိရန်၊ Epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း လျော်ကြေးအဖြစ် အစွန်း N2 ကို အလယ်မှ အစွန်းအထိ doping အာရုံစူးစိုက်မှု ကျဆင်းမှုကို နှေးကွေးစေရန်၊ ထို့ကြောင့် နောက်ဆုံး doping concentration curve သည် "W" ပုံသဏ္ဍာန်ကို တင်ပြနိုင်စေရန်။
2.3 Epitaxial အလွှာချို့ယွင်းချက်များ
အထူနှင့် doping အာရုံစူးစိုက်မှုအပြင်၊ epitaxial အလွှာချို့ယွင်းချက်ထိန်းချုပ်မှုအဆင့်သည် epitaxial wafers များ၏အရည်အသွေးကိုတိုင်းတာရန်နှင့် epitaxial ကိရိယာများ၏လုပ်ငန်းစဉ်လုပ်ဆောင်နိုင်စွမ်း၏အရေးကြီးသောညွှန်ပြချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ SBD နှင့် MOSFET တွင် ချို့ယွင်းချက်များအတွက် မတူညီသောလိုအပ်ချက်များရှိသော်လည်း၊ ကျဆင်းနေသောချို့ယွင်းချက်များ၊ တြိဂံချို့ယွင်းချက်များ၊ မုန်လာဥနီချို့ယွင်းချက်များ၊ ကြယ်တံခွန်ချွတ်ယွင်းချက်များစသည်ဖြင့် ပိုမိုသိသာထင်ရှားသော မျက်နှာပြင်ပုံသဏ္ဍာန်ချို့ယွင်းချက်များကို SBD နှင့် MOSFET စက်ပစ္စည်းများ၏ လူသတ်ချို့ယွင်းချက်များအဖြစ် သတ်မှတ်သည်။ ဤချို့ယွင်းချက်များပါရှိသော ချစ်ပ်များ၏ ချို့ယွင်းမှုဖြစ်နိုင်ခြေမှာ မြင့်မားသည်၊ ထို့ကြောင့် လူသတ်သမားချို့ယွင်းချက်အရေအတွက်ကို ထိန်းချုပ်ခြင်းသည် ချစ်ပ်အထွက်နှုန်းကို မြှင့်တင်ရန်နှင့် ကုန်ကျစရိတ်လျှော့ချရန်အတွက် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။ ပုံ 5 သည် 150 mm နှင့် 200 mm SiC epitaxial wafers များ၏ လူသတ်ချို့ယွင်းချက်များကို ဖြန့်ကျက်ပြသထားသည်။ C/Si အချိုးတွင် သိသာထင်ရှားသော ဟန်ချက်မညီသော အခြေအနေအောက်တွင်၊ မုန်လာဥနီချို့ယွင်းချက်များနှင့် ကြယ်တံခွန်ချို့ယွင်းချက်များကို အခြေခံအားဖြင့် ဖယ်ရှားပစ်နိုင်သည်၊ ကျဆင်းနေသောချို့ယွင်းချက်များနှင့် တြိဂံချို့ယွင်းချက်များသည် epitaxial ကိရိယာများ၏ လည်ပတ်မှုအတွင်း သန့်ရှင်းမှုထိန်းချုပ်မှုနှင့် ဆက်စပ်နေပြီး ဂရပ်ဖိုက်၏ညစ်ညမ်းမှုအဆင့်၊ ဓာတ်ပြုခန်းရှိ အစိတ်အပိုင်းများနှင့် အလွှာ၏ အရည်အသွေး၊ ဇယား 2 မှ၊ 150 မီလီမီတာနှင့် 200 မီလီမီတာ epitaxial wafers များ၏ လူသတ်ချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းဆကို 0.3 particles/cm2 အတွင်း ထိန်းချုပ်နိုင်သည်၊ ၎င်းသည် ကိရိယာအမျိုးအစားတူအတွက် အထူးကောင်းမွန်သည့်အဆင့်ဖြစ်သည် ။ 150 မီလီမီတာ epitaxial wafer ၏ပြင်းထန်သောချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းဆထိန်းချုပ်မှုအဆင့်သည် 200 မီလီမီတာ epitaxial wafer ထက်ပိုမိုကောင်းမွန်သည်။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် 150 mm ရှိသော substrate ပြင်ဆင်မှုလုပ်ငန်းစဉ်သည် 200 mm ထက် ပိုမိုရင့်ကျက်သောကြောင့်၊ substrate quality ပိုမိုကောင်းမွန်ပြီး 150 mm graphite reaction chamber ၏ အညစ်အကြေးထိန်းချုပ်မှုအဆင့်သည် ပိုမိုကောင်းမွန်ပါသည်။
2.4 Epitaxial wafer မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းခြင်း။
ပုံ 6 သည် 150 mm နှင့် 200 mm SiC epitaxial wafers များ၏ မျက်နှာပြင်၏ AFM ပုံများကို ပြသထားသည်။ မျက်နှာပြင်အမြစ်သည် 150 မီလီမီတာ နှင့် 200 မီလီမီတာ epitaxial wafers ၏ လေးထောင့်အကြမ်းကြမ်းမှု Ra သည် 0.129 nm နှင့် 0.113 nm အသီးသီးရှိပြီး epitaxial အလွှာ၏ မျက်နှာပြင်သည် ထင်ရှားသော macro-step aggregation ဖြစ်စဉ်မရှိဘဲ ချောမွေ့နေပါသည်။ ဤဖြစ်စဉ်သည် epitaxial အလွှာ၏ကြီးထွားမှုသည် epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုလုံးအတွင်း step flow growth mode ကိုအမြဲတမ်းထိန်းသိမ်းထားကြောင်းပြသသည်၊ နှင့်ခြေလှမ်းပေါင်းစည်းမှုဖြစ်ပေါ်ခြင်းမရှိပါ။ ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ထားသော epitaxial ကြီးထွားမှုလုပ်ငန်းစဉ်ကိုအသုံးပြုခြင်းဖြင့်၊ ချောမွေ့သော epitaxial အလွှာများကို 150 မီလီမီတာနှင့် 200 မီလီမီတာ အနိမ့်ထောင့်အလွှာများတွင် ရရှိနိုင်သည်ကို တွေ့မြင်နိုင်သည်။
3 နိဂုံး
150 mm နှင့် 200 mm 4H-SiC တစ်သားတည်းဖြစ်တည်နေသော epitaxial wafers များကို ကိုယ်တိုင်တီထွင်ထားသော 200 mm SiC epitaxial growth equipment ကို အသုံးပြု၍ အိမ်တွင်းအလွှာများပေါ်တွင် အောင်မြင်စွာပြင်ဆင်ခဲ့ပြီး 150 mm နှင့် 200 mm အတွက် သင့်လျော်သော တစ်သားတည်းသော epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်ကို တီထွင်ခဲ့သည်။ epitaxial ကြီးထွားနှုန်းသည် 60 μm/h ထက်များနိုင်သည်။ မြန်နှုန်းမြင့် epitaxy လိုအပ်ချက်နှင့် ကိုက်ညီနေချိန်တွင်၊ epitaxial wafer အရည်အသွေးသည် ကောင်းမွန်ပါသည်။ 150 မီလီမီတာ နှင့် 200 မီလီမီတာ SiC epitaxial wafers များ၏ အထူတူညီမှုကို 1.5% အတွင်း ထိန်းချုပ်နိုင်ပြီး အာရုံစူးစိုက်မှု တူညီမှုမှာ 3% ထက်နည်းကာ သေဆုံးနိုင်သော ချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းဆသည် 0.3 အမှုန်/cm2 ထက်နည်းပြီး epitaxial မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှု အမြစ်ဆိုလိုရင်း စတုရန်း Ra 0.15 nm ထက်နည်းသည်။ epitaxial wafers ၏အဓိကလုပ်ငန်းစဉ်ညွှန်ကိန်းများသည်စက်မှုလုပ်ငန်းတွင်အဆင့်မြင့်သည်။
အရင်းအမြစ်- အီလက်ထရွန်းနစ်စက်မှုလုပ်ငန်း အထူးစက်ပစ္စည်း
ရေးသားသူ- 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)
စာတိုက်အချိန်- စက်တင်ဘာ-၀၄-၂၀၂၄