8-انچ سي سي ايپيٽڪسيل فرنس ۽ هوموپيٽيڪسيل پروسيس تي تحقيق-Ⅱ

 

2 تجرباتي نتيجا ۽ بحث

2.1epitaxial پرتٿولهه ۽ هڪجهڙائي

ايپيٽيڪسيل پرت جي ٿلهي، ڊاپنگ ڪنسنٽريشن ۽ يونيفارميشن ايپيٽيڪسيل ويفرز جي معيار کي جانچڻ لاءِ بنيادي اشارن مان هڪ آهن. صحيح طور تي ڪنٽرول قابل ٿلهي، ڊاپنگ ڪنسنٽريشن ۽ ويفر جي اندر هڪجهڙائي ڪارڪردگي ۽ استحڪام کي يقيني بڻائڻ جي ڪنجي آهي.سي سي پاور ڊوائيسز، ۽ epitaxial پرت جي ٿلهي ۽ doping concentration uniformity پڻ epitaxial سامان جي عمل جي صلاحيت کي ماپڻ لاء اهم بنياد آهن.

شڪل 3 150 ملي ميٽر ۽ 200 ملي ميٽر جي ٿولهه جي هڪجهڙائي ۽ ورڇ جو وکر ڏيکاري ٿوSiC epitaxial wafers. اهو انگ مان ڏسي سگهجي ٿو ته epitaxial پرت جي ٿلهي ورهائڻ وارو وکر ويفر جي مرڪز واري نقطي جي برابر آهي. epitaxial عمل جو وقت 600s آهي، 150mm epitaxial wafer جي سراسري epitaxial پرت جي ٿولهه 10.89 um آهي، ۽ ٿولهه هڪجهڙائي 1.05٪ آهي. حساب سان، epitaxial ترقي جي شرح 65.3 um/h آهي، جيڪا هڪ عام تيز رفتار ايپيٽيڪسيل عمل جي سطح آهي. ساڳئي epitaxial عمل جي وقت جي تحت، 200 mm epitaxial wafer جي epitaxial پرت جي ٿلهي 10.10 um آهي، ٿلهي هڪجهڙائي 1.36٪ جي اندر آهي، ۽ مجموعي واڌ جي شرح 60.60 um / h آهي، جيڪا 150 mm جي واڌ کان ٿورو گهٽ آهي. شرح. اهو ئي سبب آهي ته رستي ۾ واضح نقصان آهي جڏهن سلڪون ذريعو ۽ ڪاربن جو ذريعو رد عمل چيمبر جي اپ اسٽريم کان وهڪري جي سطح ذريعي رد عمل چيمبر جي هيٺئين وهڪرو ڏانهن، ۽ 200 ملي ويفر ايريا 150 ملي ميٽر کان وڏو آهي. گئس 200 ملي ميٽر ويفر جي مٿاڇري مان گهڻي فاصلي تائين وهندي آهي، ۽ رستي ۾ استعمال ٿيندڙ گئس جو ذريعو وڌيڪ آهي. ان حالت ۾ ته ويفر گھمندو رهي ٿو، epitaxial پرت جي مجموعي ٿلهي پتلي آهي، تنهنڪري ترقي جي رفتار سست آهي. مجموعي طور تي، 150 ملي ميٽر ۽ 200 ملي ايم ايپيٽڪسيل ويفرز جي ٿولهه جي هڪجهڙائي شاندار آهي، ۽ سامان جي عمل جي صلاحيت اعلي معيار جي ڊوائيسز جي گهرجن کي پورو ڪري سگهي ٿي.

 

2.2 Epitaxial پرت ڊاپنگ ڪنسنٽريشن ۽ يونيفارم

شڪل 4 ڏيکاري ٿو ڊوپنگ ڪنسنٽريشن يونيفارمٽي ۽ وکر جي ورڇ 150 ملي ايم ۽ 200 ملي ايمSiC epitaxial wafers. جيئن ته شڪل مان ڏسي سگهجي ٿو، epitaxial wafer تي ڪنسنٽريشن ورهائڻ وارو وکر ويفر جي مرڪز جي نسبت سان واضح سميٽري آهي. 150 mm ۽ 200 mm epitaxial تہن جي ڊاپنگ ڪنسنٽريشن يونيفارم 2.80٪ ۽ 2.66٪ آهي، جيڪا 3٪ اندر ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿي، جيڪا ساڳي بين الاقوامي سامان لاءِ هڪ بهترين سطح آهي. epitaxial پرت جي ڊاپنگ ڪنسنٽريشن وکر کي "W" شڪل ۾ قطر جي هدايت سان ورهايو ويندو آهي، جيڪو خاص طور تي افقي گرم ڀت جي وهڪري جي ميدان جي ذريعي طئي ڪيو ويندو آهي epitaxial فرنس، ڇاڪاڻ ته افقي ايئر فلو epitaxial ترقي فرنس جي هوا جي وهڪري جي طرف آهي. هوا جي داخل ٿيڻ جي پڇاڙي (اپ اسٽريم) ۽ لامينار انداز ۾ هيٺئين پاسي کان ٻاهر وهندي آهي wafer جي مٿاڇري؛ ڇاڪاڻ ته ڪاربان ماخذ (C2H4) جي "ساڳئي رستي جي گھٽتائي" جي شرح سلڪون ماخذ (TCS) جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ آهي، جڏهن ويفر گھمندو آهي، اصل C/Si ويفر جي مٿاڇري تي آهستي آهستي گهٽجي ويندي آهي. مرڪز (مرڪز ۾ ڪاربن جو ذريعو گهٽ آهي)، سي ۽ اين جي "مقابلي واري پوزيشن جي نظريي" جي مطابق، مرڪز جي وچ ۾ ڊوپنگ ڪنسنٽريشن ويفر تيزيءَ سان ڪنڊ ڏانھن گھٽجي ٿو، بھترين ڪنسنٽريشن يونيفارم حاصل ڪرڻ لاءِ، کنڊ N2 کي معاوضي طور شامل ڪيو ويندو آھي ايپيٽيڪسيل عمل دوران ڊوپنگ ڪنسنٽريشن ۾ گھٽتائي کي سست ڪرڻ لاءِ مرڪز کان ڪنڊ تائين، ته جيئن آخري ڊوپنگ ڪنسنٽريشن وکر پيش ڪري. "W" شڪل.

2.3 epitaxial پرت جي خرابين

ٿلهي ۽ ڊاپنگ ڪنسنٽريشن کان علاوه، epitaxial پرت جي خرابي جي ڪنٽرول جي سطح پڻ epitaxial wafers جي معيار کي ماپڻ لاء هڪ بنيادي پيٽرولر ۽ epitaxial سامان جي عمل جي صلاحيت جو هڪ اهم اشارو آهي. جيتوڻيڪ SBD ۽ MOSFET ۾ خرابين لاءِ مختلف گهرجون آهن، وڌيڪ واضح سطح جي مورفولوجي جي خرابين جهڙوڪ ڊراپ جي خرابين، ٽڪنڊي جي خرابين، گاڏين جي خرابين، ڪميٽ جي خرابين، وغيره کي SBD ۽ MOSFET ڊوائيسز جي قاتل عيب طور بيان ڪيو ويو آهي. انهن خرابين تي مشتمل چپس جي ناڪاميءَ جو امڪان تمام گهڻو آهي، تنهن ڪري قاتل عيب جي تعداد کي ڪنٽرول ڪرڻ انتهائي اهم آهي چپ جي پيداوار کي بهتر ڪرڻ ۽ خرچ گهٽائڻ لاءِ. شڪل 5 150 ملي ايم ۽ 200 ملي ايم سي سي ايپيٽيڪسيل ويفرز جي قاتل خرابين جي ورڇ کي ڏيکاري ٿو. ان حالت ۾ ته C/Si تناسب ۾ ڪو واضح عدم توازن نه آهي، گاجر جي خرابين ۽ ڪميٽ جي خرابين کي بنيادي طور تي ختم ڪري سگهجي ٿو، جڏهن ته ڊراپ جي خرابين ۽ ٽڪنڊي جي خرابين جو تعلق epitaxial سامان جي آپريشن دوران صفائي جي ڪنٽرول سان آهي، گرافائٽ جي نجاست جي سطح. ردعمل چيمبر ۾ حصن، ۽ substrate جي معيار. جدول 2 مان، اهو ڏسي سگھجي ٿو ته قاتل عيب جي کثافت 150 ملي ايم ۽ 200 ملي ايم ايپيٽڪسيل ويفرز کي 0.3 ذرڙن/cm2 اندر ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو، جيڪو ساڳئي قسم جي سامان لاءِ هڪ بهترين سطح آهي. 150 ملي ايم ايپيٽڪسيل ويفر جي موتمار خرابي جي کثافت ڪنٽرول جي سطح 200 ملي ايم ايپيٽڪسيل ويفر کان بهتر آهي. اهو ئي سبب آهي ته 150 ملي ميٽر جي سبسٽريٽ تيار ڪرڻ جو عمل 200 ملي ميٽر جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ پختو آهي، سبسٽريٽ جي معيار بهتر آهي، ۽ 150 ملي ميٽر گريفائٽ ردعمل چيمبر جي نجاست ڪنٽرول سطح بهتر آهي.

 

2.4 Epitaxial wafer جي مٿاڇري جي خرابي

شڪل 6 ڏيکاري ٿو AFM تصويرن جي مٿاڇري جي 150 mm ۽ 200 mm SiC epitaxial wafers. هن انگ مان ڏسي سگهجي ٿو ته مٿاڇري جي روٽ جو مطلب چورس ٿلهي Raughness Ra 150 mm ۽ 200 mm epitaxial wafers جي ترتيب سان 0.129 nm ۽ 0.113 nm آهي، ۽ epitaxial پرت جي مٿاڇري واضح ميڪرو-اسٽيپ ايگريگيشن رجحان کان سواءِ هموار آهي. اهو رجحان ڏيکاري ٿو ته epitaxial پرت جي ترقي هميشه پوري epitaxial عمل دوران قدم جي وهڪري جي واڌ جي موڊ کي برقرار رکي ٿي، ۽ ڪو به قدم گڏ نه ٿيندو آهي. اهو ڏسي سگهجي ٿو ته بهتر ٿيل epitaxial ترقي جي عمل کي استعمال ڪندي، 150 ملي ميٽر ۽ 200 ملي ميٽر گهٽ زاويه سبسٽرن تي هموار ايپيٽيڪسيل پرت حاصل ڪري سگھجن ٿيون.

 

3 نتيجو

150mm ۽ 200mm 4H-SiC homogeneous epitaxial wafers ڪاميابيءَ سان گھريلو ذيلي ذخيرن تي تيار ڪيا ويا آھن خود ترقي يافته 200 mm SiC epitaxial واڌ جي سامان کي استعمال ڪندي، ۽ 150 mm ۽ 200 mm لاءِ موزون homogeneous epitaxial عمل ٺاھيو ويو. epitaxial واڌ جي شرح 60 μm / h کان وڌيڪ ٿي سگهي ٿو. جڏهن ته تيز رفتار epitaxy جي ضرورت کي ملڻ، epitaxial ويفر معيار شاندار آهي. 150mm ۽ 200mm SiC epitaxial wafers جي ٿولهه جي هڪجهڙائي کي 1.5٪ اندر ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو، ڪنسنٽريشن يونيفارمٽي 3٪ کان گهٽ آهي، موتمار خرابي جي کثافت 0.3 ذرات/cm2 کان گهٽ آهي، ۽ epitaxial سطح roughness روٽ جو مطلب چورس Ra. 0.15 nm کان گهٽ آهي. epitaxial wafers جا بنيادي عمل اشارا صنعت ۾ ترقي يافته سطح تي آهن.

ذريعو: اليڪٽرانڪ انڊسٽري خاص سامان
ليکڪ: Xie Tianle, Li Ping, Yang Yu, Gong Xiaoliang, Ba Sai, Chen Guoqin, Wan Shengqiang
(48th ريسرچ انسٽيٽيوٽ آف چائنا اليڪٽرانڪس ٽيڪنالاجي گروپ ڪارپوريشن، چانگشا، هونان 410111)