2 පර්යේෂණාත්මක ප්රතිඵල සහ සාකච්ඡාව
2.1එපිටාක්සියල් ස්ථරයඝණකම සහ ඒකාකාරිත්වය
එපිටැක්සියල් ස්ථරයේ ඝනකම, මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණය සහ ඒකාකාරී බව එපිටැක්සියල් වේෆර්වල ගුණාත්මක බව විනිශ්චය කිරීමේ මූලික දර්ශකවලින් එකකි. නිවැරදිව පාලනය කළ හැකි ඝනකම, මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණය සහ වේෆරය තුළ ඒකාකාරී බව කාර්ය සාධනය සහ අනුකූලතාව සහතික කිරීම සඳහා යතුර වේ.SiC බල උපාංග, සහ epitaxial ස්ථර ඝනකම සහ මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණය ඒකාකාරිත්වය ද epitaxial උපකරණවල ක්‍රියාවලි හැකියාව මැනීම සඳහා වැදගත් පදනම් වේ.
150 mm සහ 200 mm ඝණකම ඒකාකාරත්වය සහ බෙදා හැරීමේ වක්‍රය රූප සටහන 3 පෙන්වයිSiC epitaxial වේෆර්. එපිටාක්සියල් ස්තර ඝනකම බෙදා හැරීමේ වක්‍රය වේෆරයේ මධ්‍ය ලක්ෂ්‍යය ගැන සමමිතික බව රූපයෙන් පෙනේ. epitaxial ක්‍රියාවලි කාලය තත්පර 600 ක් වන අතර, 150mm epitaxial වේෆරයේ සාමාන්‍ය epitaxial ස්ථරය ඝනකම 10.89 um වේ, සහ ඝනකම ඒකාකාරිත්වය 1.05% වේ. ගණනය කිරීම අනුව, epitaxial වර්ධන වේගය 65.3 um/h වේ, එය සාමාන්‍ය වේගවත් epitaxial ක්‍රියාවලි මට්ටමකි. එම epitaxial ක්‍රියාවලි කාලය යටතේ, 200 mm epitaxial වේෆරයේ epitaxial ස්ථරය ඝනකම 10.10 um වේ, ඝනකම ඒකාකාරිත්වය 1.36% ඇතුළත වන අතර, සමස්ත වර්ධන වේගය 60.60 um/h වේ, එය 150 mm epitaxial වර්ධනයට වඩා තරමක් අඩුය. අනුපාතය. මක්නිසාද යත්, සිලිකන් ප්‍රභවය සහ කාබන් ප්‍රභවය ප්රතික්රියා කුටියේ ඉහළ ධාරාවේ සිට වේෆර් මතුපිට හරහා ප්රතික්රියා කුටියේ පහළට ගලා යන විට සහ මිලිමීටර් 200 වේෆර් ප්‍රදේශය මිලිමීටර් 150 ට වඩා විශාල වන විට පැහැදිලි අලාභයක් සිදු වන බැවිනි. වායුව දිගු දුරක් සඳහා 200 mm වේෆර් මතුපිට හරහා ගලා යන අතර, මාර්ගය ඔස්සේ පරිභෝජනය කරන ලද මූලාශ්ර වායුව වැඩි වේ. වේෆරය භ්රමණය වන කොන්දේසිය යටතේ, epitaxial ස්ථරයේ සමස්ත ඝනකම තුනී වේ, එබැවින් වර්ධන වේගය අඩු වේ. සමස්තයක් වශයෙන්, 150 mm සහ 200 mm epitaxial වේෆර්වල ඝනකම ඒකාකාරිත්වය විශිෂ්ට වන අතර, උපකරණවල ක්රියාවලියේ හැකියාව උසස් තත්ත්වයේ උපාංගවල අවශ්යතා සපුරාලිය හැකිය.
2.2 එපිටාක්සියල් ස්ථරයේ මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණය සහ ඒකාකාරී බව
150 mm සහ 200 mm මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණය ඒකාකාරව සහ වක්‍ර ව්‍යාප්තිය රූප සටහන 4 පෙන්වයි.SiC epitaxial වේෆර්. රූපයෙන් පෙනෙන පරිදි, එපිටාක්සියල් වේෆරයේ සාන්ද්‍රණ බෙදා හැරීමේ වක්‍රය වේෆරයේ කේන්ද්‍රයට සාපේක්ෂව පැහැදිලි සමමිතියක් ඇත. 150 mm සහ 200 mm epitaxial ස්ථර වල මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණය ඒකාකාරිත්වය පිළිවෙලින් 2.80% සහ 2.66% වන අතර එය 3% ක් තුළ පාලනය කළ හැකි අතර එය සමාන ජාත්‍යන්තර උපකරණ සඳහා විශිෂ්ට මට්ටමකි. එපිටාක්සියල් ස්ථරයේ මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණ වක්‍රය විෂ්කම්භය දිශාව දිගේ "W" හැඩයෙන් බෙදා හරිනු ලැබේ, එය ප්‍රධාන වශයෙන් තිරස් උණුසුම් බිත්ති epitaxial උදුනේ ප්‍රවාහ ක්ෂේත්‍රය මගින් තීරණය වේ, මන්ද තිරස් වායු ප්‍රවාහ එපිටාක්සියල් වර්ධන උදුනේ වායු ප්‍රවාහ දිශාව වාතය ඇතුල් වන අන්තය (උඩට) සහ පහළ කෙළවරේ සිට වේෆර් මතුපිට හරහා ලැමිනර් ආකාරයෙන් පිටතට ගලා යයි; කාබන් ප්‍රභවයේ (C2H4) "මාර්ගයේ ක්ෂය වීමේ" අනුපාතය සිලිකන් ප්‍රභවයට (TCS) වඩා වැඩි බැවින්, වේෆරය භ්රමණය වන විට, වේෆර් පෘෂ්ඨයේ සැබෑ C/Si දාරයේ සිට ක්‍රමයෙන් අඩු වේ C සහ N හි "තරඟකාරී පිහිටුම් න්‍යාය" අනුව මධ්‍යස්ථානය (මධ්‍යයේ කාබන් ප්‍රභවය අඩුය), වේෆරයේ මධ්‍යයේ මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණය ක්‍රමයෙන් අඩු වේ දාරය දෙසට, විශිෂ්ට සාන්ද්‍රණ ඒකාකාරිත්වය ලබා ගැනීම සඳහා, අවසාන මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණ වක්‍රය "W" ඉදිරිපත් කරන පරිදි, මධ්‍යයේ සිට දාරය දක්වා මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණය අඩුවීම මන්දගාමී කිරීම සඳහා එපිටාක්සියල් ක්‍රියාවලියේදී වන්දියක් ලෙස N2 දාරය එකතු කරනු ලැබේ. හැඩය.
2.3 එපිටාක්සියල් ස්ථර දෝෂ
ඝනකම සහ මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණයට අමතරව, epitaxial ස්ථර දෝෂ පාලනයේ මට්ටම epitaxial වේෆර්වල ගුණාත්මකභාවය මැනීම සඳහා මූලික පරාමිතියක් වන අතර epitaxial උපකරණවල ක්‍රියාවලි හැකියාව පිළිබඳ වැදගත් දර්ශකයකි. SBD සහ MOSFET දෝෂ සඳහා විවිධ අවශ්යතා ඇතත්, පහත වැටීම්, ත්‍රිකෝණ දෝෂ, කැරට් දෝෂ, වල්ගා තරු දෝෂ වැනි වඩාත් පැහැදිලි මතුපිට රූප විද්‍යා දෝෂ SBD සහ MOSFET උපාංගවල ඝාතක දෝෂ ලෙස අර්ථ දැක්වේ. මෙම දෝෂ සහිත චිප්ස් අසාර්ථක වීමේ සම්භාවිතාව ඉහළයි, එබැවින් චිප් අස්වැන්න වැඩි දියුණු කිරීම සහ පිරිවැය අඩු කිරීම සඳහා ඝාතක දෝෂ ගණන පාලනය කිරීම අතිශයින් වැදගත් වේ. 150 mm සහ 200 mm SiC epitaxial වේෆර්වල ඝාතක දෝෂ ව්‍යාප්තිය රූප සටහන 5 හි දැක්වේ. C/Si අනුපාතයේ පැහැදිලි අසමතුලිතතාවයක් නොමැති කොන්දේසිය යටතේ, කැරට් දෝෂ සහ වල්ගාතරු දෝෂ මූලික වශයෙන් තුරන් කළ හැකි අතර, පහත වැටීම් සහ ත්‍රිකෝණ දෝෂ, epitaxial උපකරණ ක්‍රියාත්මක කිරීමේදී පිරිසිදුකම පාලනයට සම්බන්ධ වන අතර, මිනිරන් වල අපිරිසිදු මට්ටම. ප්රතික්රියා කුටියේ කොටස්, සහ උපස්ථරයේ ගුණාත්මකභාවය. 2 වන වගුවේ සිට, ඝාතක දෝෂ ඝනත්වය 150 mm සහ 200 mm epitaxial වේෆර් අංශු 0.3/cm2 තුළ පාලනය කළ හැකි බව පෙනේ, එය එකම වර්ගයේ උපකරණ සඳහා විශිෂ්ට මට්ටමකි. 150 mm epitaxial වේෆරයේ මාරාන්තික දෝෂ ඝනත්ව පාලන මට්ටම 200 mm epitaxial වේෆරයට වඩා හොඳය. මක්නිසාද යත්, මිලිමීටර් 150 ක උපස්ථරයක් සකස් කිරීමේ ක්රියාවලිය 200 mm ට වඩා පරිණත වන අතර, උපස්ථරයේ ගුණාත්මකභාවය වඩා හොඳ වන අතර, 150 mm මිනිරන් ප්රතික්රියා කුටියේ අපිරිසිදු පාලන මට්ටම වඩා හොඳය.
2.4 Epitaxial වේෆර් මතුපිට රළුබව
රූප සටහන 6 හි දැක්වෙන්නේ 150 mm සහ 200 mm SiC epitaxial වේෆර්වල මතුපිට AFM රූපයි. 150 mm සහ 200 mm epitaxial වේෆර්වල මතුපිට මූලය වර්ග රළුබව Ra යනු පිළිවෙලින් 0.129 nm සහ 0.113 nm වන අතර පැහැදිලි සාර්ව-පියවර එකතු කිරීමේ සංසිද්ධියකින් තොරව epitaxial ස්ථරයේ මතුපිට සුමට බව රූපයෙන් පෙනේ. මෙම සංසිද්ධිය පෙන්නුම් කරන්නේ epitaxial ස්ථරයේ වර්ධනය සෑම විටම සමස්ත epitaxial ක්‍රියාවලියේදී පියවර ප්‍රවාහ වර්ධන මාදිලිය පවත්වා ගෙන යන අතර පියවර එකතු කිරීමක් සිදු නොවන බවයි. ප්‍රශස්ත වූ epitaxial වර්ධන ක්රියාවලිය භාවිතා කිරීමෙන්, 150 mm සහ 200 mm අඩු කෝණික උපස්ථර මත සුමට epitaxial ස්ථර ලබා ගත හැකි බව දැකිය හැකිය.
3 නිගමනය
150 mm සහ 200 mm 4H-SiC සමජාතීය epitaxial වේෆර් ස්වයං-සංවර්ධිත 200 mm SiC epitaxial වර්ධන උපකරණ භාවිතයෙන් ගෘහස්ථ උපස්ථර මත සාර්ථකව සකස් කරන ලද අතර 150 mm සහ 200 mm සඳහා සුදුසු සමජාතීය epitaxial ක්රියාවලිය සංවර්ධනය කරන ලදී. epitaxial වර්ධන වේගය 60 μm/h ට වඩා වැඩි විය හැක. අධිවේගී epitaxy අවශ්‍යතාවය සපුරාලන අතර, epitaxial වේෆර් ගුණාත්මක භාවය විශිෂ්ටයි. 150 mm සහ 200 mm SiC epitaxial වේෆර්වල ඝනකම ඒකාකාරිත්වය 1.5% තුළ පාලනය කළ හැක, සාන්ද්‍රණ ඒකාකාරිත්වය 3% ට වඩා අඩුය, මාරාන්තික දෝෂ ඝනත්වය අංශු 0.3/cm2 ට වඩා අඩු වන අතර, epitaxial මතුපිට රළුබව මූලය වර්ග රාශිය වේ. 0.15 nm ට අඩු වේ. epitaxial වේෆර්වල මූලික ක්‍රියාවලි දර්ශක කර්මාන්තයේ උසස් මට්ටමේ පවතී.
මූලාශ්රය: ඉලෙක්ට්රොනික කර්මාන්ත විශේෂ උපකරණ
කර්තෘ: 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)
පසු කාලය: සැප්-04-2024