اوس مهال، د SiC صنعت له 150 mm (6 انچو) څخه 200 mm (8 انچو) ته بدلیږي. د دې لپاره چې په صنعت کې د لوی اندازې ، لوړ کیفیت SiC homoepitaxial ویفرونو عاجل غوښتنې پوره کولو لپاره ، 150mm او 200mm4H-SiC homoepitaxial wafersپه خپلواکه توګه د 200mm SiC epitaxial ودې تجهیزاتو په کارولو سره په بریالیتوب سره په کورني فرعي برخو کې چمتو شوي. د 150mm او 200mm لپاره مناسب homoepitaxial پروسه رامینځته شوې، په کوم کې چې د epitaxial د ودې کچه د 60um/h څخه زیاته وي. پداسې حال کې چې د لوړ سرعت epitaxy پوره کوي، د epitaxial ویفر کیفیت خورا ښه دی. د 150 mm او 200 mm ضخامت یونیفورمSiC epitaxial wafersد 1.5٪ دننه کنټرول کیدی شي، د غلظت یونیفارمیت له 3٪ څخه کم دی، د وژونکي عیب کثافت د 0.3 ذرو/cm2 څخه کم دی، او د epitaxial سطحه د ریښی ریښی معنی مربع Ra د 0.15nm څخه کم دی، او د پروسې ټول اصلي شاخصونه دي. د صنعت پرمختللې کچه.
سیلیکون کاربایډ (SiC)د دریم نسل سیمیکمډکټر موادو یو له استازو څخه دی. دا د لوړ ماتولو ساحې ځواک، غوره حرارتي چالکتیا، د لوی الکترون سنتریشن ډریف سرعت، او قوي وړانګو مقاومت ځانګړتیاوې لري. دا د بریښنا وسیلو د انرژي پروسس کولو ظرفیت خورا پراخه کړی او کولی شي د لوړ بریښنا ، کوچنۍ اندازې ، لوړې تودوخې ، لوړې وړانګو او نورو سختو شرایطو سره د وسیلو لپاره د بریښنا بریښنایی تجهیزاتو راتلونکي نسل خدماتو اړتیاوې پوره کړي. دا کولی شي ځای کم کړي، د بریښنا مصرف کم کړي او د یخولو اړتیاوې کمې کړي. دا د نوي انرژی وسایطو، ریل ټرانسپورټ، سمارټ گرډونو او نورو برخو کې انقلابي بدلونونه راوړي. له همدې امله، د سیلیکون کاربایډ سیمیکمډکټرونه د مثالي موادو په توګه پیژندل شوي چې د لوړ ځواک بریښنا بریښنایی وسیلو راتلونکي نسل رهبري کوي. په دې وروستيو کلونو کې، د درېيم نسل سيمي کنډکټر صنعت د پرمختګ لپاره د ملي پاليسۍ له ملاتړ څخه مننه، د 150 ملي متري سي سي سي آلې د صنعت د سيستم د څيړنې او پرمختګ او د جوړولو چارې په بنسټيزه توګه په چين کې بشپړې شوې او د صنعتي سلسلې امنيت ټينګ شوی دی. اساسا تضمین شوی. له همدې امله، د صنعت تمرکز په تدریجي ډول د لګښت کنټرول او موثریت ښه کولو ته لیږدول شوی. لکه څنګه چې په جدول 1 کې ښودل شوي، د 150 mm په پرتله، 200 mm SiC د لوړ څنډه کارولو کچه لري، او د واحد ویفر چپس تولید شاوخوا 1.8 ځله زیات کیدی شي. د ټیکنالوژۍ بشپړیدو وروسته، د یو واحد چپ تولید لګښت د 30٪ لخوا کم کیدی شي. د 200 ملي میتر تخنیکي پرمختګ د "لګښتونو کمولو او د موثریت زیاتولو" مستقیم وسیله ده، او دا زما د هیواد د سیمی کنډکټر صنعت لپاره هم د "موازي چلولو" یا حتی "لیډ" لپاره کلیدي ده.
د سي آلې پروسې څخه توپیر لري،د SiC سیمیکمډکټر بریښنا وسایلټول پروسس شوي او د epitaxial پرتونو سره د بنسټ ډبرې په توګه چمتو شوي. Epitaxial wafers د SiC بریښنا وسیلو لپاره اړین لومړني توکي دي. د epitaxial پرت کیفیت مستقیم د وسیلې حاصلات ټاکي، او لګښت یې د چپ تولید لګښت 20٪ جوړوي. له همدې امله، د epitaxial وده د SiC بریښنا وسیلو کې یو اړین منځګړیتوب دی. د epitaxial پروسې کچې لوړ حد د epitaxial تجهیزاتو لخوا ټاکل کیږي. اوس مهال په چین کې د 150mm SiC epitaxial تجهیزاتو ځایی کولو درجه نسبتا لوړه ده، مګر د 200mm عمومي ترتیب په ورته وخت کې په نړیواله کچه وروسته پاتې دی. له همدې امله ، د کورني دریم نسل سیمیکمډکټر صنعت پراختیا لپاره د لوی اندازې ، لوړ کیفیت ایپیټیکسیل موادو تولید بیړنۍ اړتیاو او خنډونو ستونزې حل کولو لپاره ، دا مقاله زما په هیواد کې په بریالیتوب سره رامینځته شوي 200 mm SiC epitaxial تجهیزات معرفي کوي ، او د epitaxial پروسې مطالعه کوي. د پروسې پیرامیټرو په ښه کولو سره لکه د پروسې تودوخې، د کیریر ګاز جریان کچه، د C/Si تناسب، او نور، د غلظت یونیفورم <3٪، ضخامت غیر یونیفورم <1.5٪، ناڅاپه Ra <0.2 nm او د وژونکي عیب کثافت <0.3 دانې /cm2 د 150 mm او 200 mm SiC epitaxial wafers سره په خپلواکه توګه د 200 ملي میتر سیلیکون کاربایډ اپیټیکسیل فرنس ترلاسه کیږي. د تجهیزاتو پروسې کچه کولی شي د لوړ کیفیت SiC بریښنا وسیلې چمتو کولو اړتیاوې پوره کړي.
1 تجربه
د 1.1 اصولSiC epitaxialپروسه
د 4H-SiC homoepitaxial ودې پروسه په عمده توګه 2 کلیدي مرحلې شاملې دي، د بیلګې په توګه، د 4H-SiC سبسټریټ د لوړ تودوخې په ځای کې ایچنګ او یو شان کیمیاوي بخارۍ جمع کولو پروسه. د سبسټریټ ان سیټو اینچنګ اصلي هدف د ویفر پالش کولو وروسته د سبسټریټ د فرعي سطحې زیان لرې کول دي ، د پاتې کیدو پالش کولو مایع ، ذرات او اکسایډ پرت ، او د ایچنګ په واسطه د سبسټریټ سطح کې منظم اټومي مرحله جوړښت رامینځته کیدی شي. په عین حال کې اینچنګ معمولا په هایدروجن فضا کې ترسره کیږي. د حقیقي پروسې اړتیاو سره سم، یو لږ مقدار مرستندویه ګاز هم اضافه کیدی شي، لکه هایدروجن کلورایډ، پروپین، ایتیلین یا سیلین. د هایدروجن اینچنګ د حرارت درجه عموما د 1 600 ℃ څخه پورته وي، او د عکس العمل چیمبر فشار عموما د 2 × 104 Pa څخه د اینچنګ پروسې په جریان کې کنټرول کیږي.
وروسته له دې چې د سبسټریټ سطحه د ځای په ځای کولو سره فعاله شي، دا د لوړې تودوخې کیمیاوي بخارونو د ذخیره کولو پروسې ته ننوځي، دا د ودې سرچینه (لکه ایتیلین/پروپین، TCS/سیلین)، د ډوپینګ سرچینه (n-ډول ډوپینګ سرچینه نایتروجن. , p-type doping source TMAL)، او مرستندویه ګاز لکه هایدروجن کلورایډ غبرګون ته لیږدول کیږي چیمبر د کیریر ګاز (معمولا هایدروجن) د لوی جریان له لارې. وروسته له دې چې ګاز د لوړې تودوخې عکس العمل خونه کې عکس العمل ښکاره کوي، د مخکینۍ برخه برخه کیمیاوي تعامل کوي او د ویفر په سطح کې جذبوي، او یو واحد کرسټال همجنسي 4H-SiC اپیټیکسیل پرت د ځانګړي ډوپینګ غلظت، ځانګړي ضخامت او لوړ کیفیت سره رامینځته کیږي. د سبسټریټ سطح باندې د واحد کرسټال 4H-SiC سبسټریټ د ټیمپلیټ په توګه کارول کیږي. د کلونو تخنیکي سپړنې وروسته، د 4H-SiC homoepitaxial ټیکنالوژي اساسا پخه شوې او په پراخه کچه په صنعتي تولید کې کارول کیږي. په نړۍ کې ترټولو پراخه کارول شوې 4H-SiC homoepitaxial ټیکنالوژي دوه ځانګړي ځانګړتیاوې لري:
(1) د آف محور کارول (د <0001> کرسټال الوتکې سره تړاو لري، د <11-20> کرسټال لوري په لور) د تیښتې کټ سبسټریټ د ټیمپلیټ په توګه، د لوړ پاکوالي واحد کرسټال 4H-SiC epitaxial پرت پرته له ناپاکۍ څخه دی. په سبسټریټ کې د مرحله جریان ودې حالت په شکل کې زیرمه شوي. د 4H-SiC homoepitaxial ودې په پیل کې د ودې لپاره مثبت کرسټال سبسټریټ کارول شوی، دا د <0001> Si الوتکه ده. د مثبت کرسټال سبسټریټ په سطح کې د اټومي مرحلو کثافت ټیټ دی او چتونه پراخه دي. دوه اړخیزه نیوکلیشن وده د epitaxy پروسې په جریان کې د 3C کرسټال SiC (3C-SiC) رامینځته کولو لپاره اسانه ده. د محور د قطع کولو په واسطه، لوړ کثافت، د تنګ چت چوکۍ اټومي مرحلې د 4H-SiC <0001> سبسټریټ په سطحه معرفي کیدی شي، او جذب شوي مخکینۍ کولی شي په اغیزمنه توګه د سطحې خپریدو له لارې د نسبتا ټیټې سطحې انرژي سره د اټومي مرحلې موقعیت ته ورسیږي. . په مرحله کې، د مخکینۍ اتوم / مالیکولر ګروپ تړلو موقعیت ځانګړی دی، نو د ګام د جریان د ودې په حالت کې، د اپیټیکسیل پرت کولی شي په بشپړ ډول د سبسټریټ د Si-C ډبل اټومي پرت سټکینګ ترتیب میراث کړي ترڅو د ورته کرسټال سره یو واحد کرسټال جوړ کړي. مرحله د سبسټریټ په توګه.
(2) د لوړ سرعت epitaxial وده د کلورین لرونکي سیلیکون سرچینې په معرفي کولو سره ترلاسه کیږي. په دودیز SiC کیمیاوي بخاراتو د ذخیره کولو سیسټمونو کې، سیلین او پروپین (یا ایتیلین) د ودې اصلي سرچینې دي. د ودې د سرچینې د جریان د کچې په زیاتولو سره د ودې د کچې د زیاتوالي په بهیر کې، لکه څنګه چې د سیلیکون اجزا د انډول جزوی فشار زیاتوالی ته دوام ورکوي، د همجنس ګاز پړاو نیوکلیشن لخوا د سیلیکون کلسترونو رامینځته کول اسانه دي، کوم چې د پام وړ د کارونې کچه راټیټوي. د سیلیکون سرچینه. د سیلیکون کلسترونو رامینځته کول د epitaxial د ودې کچه خورا محدودوي. په ورته وخت کې، د سیلیکون کلسترونه کولی شي د ګام جریان وده ګډوډ کړي او د نیمګړتیا سبب شي. د دې لپاره چې د همجنس ګاز مرحله نیوکلیشن مخنیوی وشي او د epitaxial ودې کچه لوړه شي، د کلورین پر بنسټ سیلیکون سرچینو معرفي کول اوس مهال د 4H-SiC د اپیټیکسیل ودې کچه لوړولو لپاره اصلي میتود دی.
1.2 200 mm (8-inch) SiC epitaxial تجهیزات او د پروسې شرایط
په دې مقاله کې تشریح شوي تجربې ټولې د 150/200 ملي میتر (6/8 انچ) سره مطابقت لرونکي مونولیتیک افقی ګرم دیوال SiC epitaxial تجهیزاتو باندې ترسره شوې چې په خپلواکه توګه د چین د الیکترونیک ټیکنالوژۍ ګروپ کارپوریشن 48 انسټیټیوټ لخوا رامینځته شوي. د epitaxial فرنس په بشپړ ډول اتوماتیک ویفر بارولو او پورته کولو ملاتړ کوي. شکل 1 د epitaxial تجهیزاتو د غبرګون چیمبر د داخلي جوړښت سکیماټیک ډیاګرام دی. لکه څنګه چې په 1 شکل کې ښودل شوي، د عکس العمل د خونې بهرنی دیوال د کوارټز بیل دی چې د اوبو یخ شوی انټر لیر سره دی، او د بیل دننه د لوړ تودوخې غبرګون چیمبر دی، چې د حرارتي موصلیت کاربن احساس، لوړ پاکوالي څخه جوړ شوی دی. ځانګړی ګرافائٹ غار، د ګرافیت ګاز - تیرولو څرخیدونکی بیس، او نور. ټول کوارټز بیل په پوښ پوښل شوی سلنډر انډکشن کویل، او د بیل دننه د عکس العمل چیمبر په بریښنایی مقناطیسي ډول د متوسط فریکونسۍ انډکشن بریښنا رسولو لخوا تودوخه کیږي. لکه څنګه چې په 1 (b) شکل کې ښودل شوي، کیریر ګاز، د غبرګون ګاز، او ډوپینګ ګاز ټول د ویفر سطحه په افقی لامینار جریان کې د عکس العمل چیمبر له پورته څخه د عکس العمل چیمبر لاندې جریان ته تیریږي او د پای څخه خارج کیږي. د ګاز پای. د ویفر دننه د ثبات د یقیني کولو لپاره، ویفر د هوا د تیرولو بیس لخوا لیږدول کیږي تل د پروسې په جریان کې ګرځي.
په تجربه کې کارول شوی سبسټریټ یو سوداګریز 150 mm، 200 mm (6 انچه، 8 انچه) <1120> سمت 4° بند زاویه چلونکی n-type 4H-SiC دوه اړخیزه پالش شوي SiC سبسټریټ د شانسي شوک کریسټال لخوا تولید شوی. Trichlorosilane (SiHCl3, TCS) او ethylene (C2H4) د پروسې په تجربه کې د اصلي ودې سرچینې په توګه کارول کیږي، چې له جملې څخه TCS او C2H4 په ترتیب سره د سیلیکون سرچینې او کاربن سرچینې په توګه کارول کیږي، د لوړ خالص نایتروجن (N2) په توګه کارول کیږي. د ډوپینګ سرچینه ډول، او هایدروجن (H2) د کمولو ګاز او کیریر ګاز په توګه کارول کیږي. د epitaxial پروسې د حرارت درجه 1 600 ~ 1 660 ℃ ده، د پروسې فشار 8 × 103 ~ 12 × 103 Pa دی، او د H2 کیریر ګاز جریان کچه 100 ~ 140 L/min ده.
1.3 د Epitaxial ویفر ازموینه او ځانګړتیا
د فوریر انفراریډ سپیکٹرومیټر (د تجهیزاتو تولید کونکی Thermalfisher، ماډل iS50) او د پارا تحقیقاتو غلظت ټیسټر (د تجهیزاتو جوړونکی سیمیلاب، ماډل 530L) د epitaxial پرت ضخامت او د ډوپینګ غلظت معنی او ویشلو لپاره کارول شوي؛ په epitaxial پرت کې د هرې نقطې ضخامت او د ډوپینګ غلظت د قطر د کرښې په اوږدو کې د نقطو په اخیستلو سره ټاکل شوی و چې د اصلي حوالې څنډه عادي کرښه په 45° کې د ویفر په مرکز کې د 5 ملي میتر څنډې لیرې کولو سره قطع کوي. د 150 mm ویفر لپاره، 9 ټکي د یو واحد قطر کرښې سره اخیستل شوي (دوه قطرونه یو بل ته عمودي وو)، او د 200 mm ویفر لپاره، 21 ټکي اخیستل شوي، لکه څنګه چې په 2 شکل کې ښودل شوي. د اټومي ځواک مایکروسکوپ (د تجهیزاتو جوړونکی. بروکر، د ماډل ابعاد نښه) د مرکز په ساحه کې د 30 μm × 30 μm ساحې غوره کولو لپاره کارول کیده او د epitaxial wafer د څنډې ساحه (5 mm د څنډې لیرې کول) ترڅو د epitaxial طبقې د سطحې خرابوالی معاینه کړي؛ د epitaxial پرت نیمګړتیاوې د سطحې عیب ټیسټر په کارولو سره اندازه شوې (د تجهیزاتو تولید کونکي چین الیکټرانکس 3D عکس د کیفینګوا څخه د رادار سینسر (ماډل مارس 4410 پرو) لخوا مشخص شوی و.
د پوسټ وخت: سپتمبر-04-2024