I le taimi nei, o le SiC alamanuia ua suia mai le 150 mm (6 inisi) i le 200 mm (8 inisi). Ina ia faʻamalieina le manaʻoga faʻanatinati mo le tele-tele, maualuga maualuga SiC homoepitaxial wafers i le alamanuia, 150mm ma 200mm4H-SiC homoepitaxial wafersna saunia lelei i luga o mea'ai i totonu o le atunu'u i le fa'aaogaina o meafaigaluega fa'atupuina epitaxial 200mm SiC e tuto'atasi. O se faiga homoepitaxial talafeagai mo le 150mm ma le 200mm na atiae, lea e mafai ona sili atu le maualuga o le tuputupu aʻe o le epitaxial nai lo le 60um / h. Aʻo faʻafeiloaʻi le epitaxy maualuga-saoasaoa, o le epitaxial wafer quality e sili ona lelei. O le mafiafia tutusa o le 150 mm ma le 200 mmSiC epitaxial waferse mafai ona pulea i totonu o le 1.5%, o le fa'atonuga tutusa e itiiti ifo i le 3%, o le fa'aletonu mata'utia e itiiti ifo i le 0.3 vaega / cm2, ma o le epitaxial luga ole a'a o lona uiga sikuea Ra e itiiti ifo i le 0.15nm, ma o fa'ailoga autu uma o lo'o i ai ile le tulaga maualuga o le alamanuia.
Silicon Carbide (SiC)o se tasi o sui o le tupulaga lona tolu mea semiconductor. O lo'o i ai uiga o le maualuga o le malepelepe malosi o le fanua, sili atu le lelei o le vevela, tele le saosaoa o le eletise, ma le malosi o le fa'asao. Ua matua faʻalauteleina le malosi o le gaosiga o masini eletise ma e mafai ona faʻamalieina manaʻoga o le isi augatupulaga o masini eletise eletise mo masini e iai le malosi maualuga, laʻititi laʻititi, maualuga le vevela, maualuga le vevela ma isi tulaga ogaoga. E mafai ona faʻaitiitia le avanoa, faʻaitiitia le faʻaaogaina o le eletise ma faʻaitiitia manaʻoga malulu. Ua aumaia suiga fou i taavale fou malosi, nofoaafi felauaiga, grids atamai ma isi fanua. O le mea lea, o le silicon carbide semiconductors ua avea ma mea sili ona lelei e taʻitaʻia ai le isi augatupulaga o masini eletise eletise. I tausaga talu ai nei, faʻafetai i le lagolago a le atunuʻu mo le atinaʻeina o le tolu-tupulaga semiconductor alamanuia, o le suʻesuʻega ma le atinaʻeina ma le fausiaina o le 150 mm SiC masini masini masini ua maeʻa maeʻa i Saina, ma le saogalemu o le alamanuia filifili ua maeʻa. fa'amautu fa'amaonia. O le mea lea, o le taulaiga o le alamanuia ua faasolosolo malie lava ona suia i le puleaina o tau ma le faaleleia atili. E pei ona fa'aalia i le Laulau 1, fa'atusatusa i le 150 mm, 200 mm SiC o lo'o i ai le maualuga o le fa'aogaina o le fua, ma o le gaosiga o tupe meataalo ta'itasi e mafai ona fa'ateleina e tusa ma le 1.8 taimi. A maeʻa le tekonolosi, e mafai ona faʻaititia le tau o le gaosiga o se pu e tasi i le 30%. O le fa'atekonolosi fa'atekonolosi o le 200 mm o se auala tuusa'o o le "fa'aitiitia o tau ma le fa'ateleina o le lelei", ma o le ki fo'i lea mo le pisinisi semiconductor a lo'u atunu'u e "taufetuli tutusa" pe "ta'imua".
E ese mai le faagasologa o masini Si,SiC semiconductor masini eletiseo lo'o fa'agaioia uma ma saunia fa'atasi ma papa epitaxial e fai ma maatulimanu. Epitaxial wafers o mea taua tele mo masini eletise SiC. O le lelei o le epitaxial layer e fuafua saʻo ai le gaosiga o le masini, ma o lona tau e faʻatatau mo le 20% o le tau o le gaosiga. O le mea lea, o le tuputupu aʻe o le epitaxial o se fesoʻotaʻiga vavalalata taua i masini eletise SiC. Ole tapula'a pito i luga ole la'asaga ole fa'agasologa ole epitaxial e fa'atatau ile masini epitaxial. I le taimi nei, o le tikeri o le localization o le 150mm SiC epitaxial mea faigaluega i Saina e maualuga tele, ae o le aotelega o le 200mm o loʻo i tua atu o le tulaga faavaomalo i le taimi lava e tasi. O le mea lea, ina ia foia manaoga faʻanatinati ma faʻafitauli faʻafefe o le tele-tele, maualuga-lelei mea epitaxial mea gaosiga mo le atinaʻeina o le atunuʻu lona tolu-augatupulaga semiconductor alamanuia, o lenei pepa faʻalauiloaina le 200 mm SiC epitaxial meafaigaluega ua atiina ae manuia i loʻu atunuu, ma suʻesuʻeina le epitaxial process. E ala i le optimizing o le faʻasologa o le faagasologa e pei o le vevela faagasologa, felauaiga kasa fua faatatau, fua faatatau C/Si, ma isi, o le tulaga tutusa <3%, mafiafia e le tutusa <1.5%, roughness Ra <0.2 nm ma oti faaletonu density <0.3 fatu. /cm2 o le 150 mm ma le 200 mm SiC epitaxial wafers fa'atasi ai ma le fa'atupuina tuto'atasi 200 mm ogaumu epitaxial silicon carbide e maua. Ole tulaga ole fa'agasologa ole masini e mafai ona fa'amalieina mana'oga ole tapenaga ole masini eletise maualuga SiC.
1 Fa'ata'ita'iga
1.1 Mataupu Faavae oSiC epitaxialfaiga
O le 4H-SiC homoepitaxial tuputupu aʻe faagasologa e masani lava e aofia ai 2 laasaga autu, e taʻua, maualuga-veve in-situ etching o 4H-SiC substrate ma homogeneous vapor deposition faagasologa. O le autu autu o le substrate in-situ etching o le aveese lea o le faaleagaina i lalo o le substrate pe a uma ona faʻamalo faʻamaʻi, vai faʻamalo totoe, vaega meamea ma le oxide layer, ma e mafai ona fausia se fausaga faʻasolosolo atomic i luga o le substrate e ala i le etching. E masani lava ona faia le togitogiga i totonu o le ea hydrogen. E tusa ai ma manaoga moni o le faagasologa, e mafai foi ona faaopoopo se vaega itiiti o kesi fesoasoani, e pei o le hydrogen chloride, propane, ethylene poʻo le silane. O le vevela o in-situ hydrogen etching e masani lava i luga aʻe o le 1 600 ℃, ma o le mamafa o le potu tali e masani ona pulea i lalo ole 2 × 104 Pa i le taimi o le etching process.
A maeʻa ona faʻagaoioia le luga ole substrate e ala ile etching in-situ, e ulu atu i le maualuga o le vevela ole faʻaogaina o le ausa, o lona uiga, o le tupu aʻe (e pei o le ethylene / propane, TCS / silane), puna o le doping (n-type doping source nitrogen. , P-type doping source TMAl), ma kesi fesoasoani e pei o le hydrogen chloride o loʻo feaveaʻi i le potu tali e ala i se tafe tele o le kasa feaveaʻi (e masani lava o le hydrogen). A maeʻa ona faʻafoʻi le kesi i totonu o le potu faʻafefe maualuga, o se vaega o le mea muamua e tali atu i vailaʻau ma faʻapipiʻi i luga o le fafie, ma o se tasi-crystal homogeneous 4H-SiC epitaxial layer faʻatasi ai ma se faʻatonuga faʻapitoa o le doping, mafiafia faʻapitoa, ma le maualuga maualuga ua faia. i luga ole mea'ai luga ole fa'aogaina ole fa'ameamea 4H-SiC tasi-kristal e fai ma fa'ata'ita'iga. I le maeʻa ai o tausaga o suʻesuʻega faʻapitoa, o le 4H-SiC homoepitaxial technology ua matua matua ma faʻaaogaina lautele i gaosiga o fale gaosi oloa. Ole 4H-SiC homoepitaxial tekinolosi sili ona faʻaaogaina i le lalolagi e lua uiga masani:
(1) Fa'aaogāina o se fa'ama'i (fa'atatau i le <0001> va'alele tioata, aga'i atu i le <11-20> fa'ata'ita'iga tioata) mea 'oti tipi fa'ata'ita'i e fai ma fa'ata'ita'iga, o se fa'amea epitaxial 4H-SiC maualuga-mama e aunoa ma ni fa'aleaga. teuina i luga o le substrate i le tulaga o le tulaga o le tuputupu aʻe auala. O le amataga o le 4H-SiC homoepitaxial tuputupu aʻe na faʻaaogaina se mea tioata lelei, o lona uiga, o le <0001> Si vaalele mo le tuputupu aʻe. O le mamafa o laasaga atomika i luga o le mea tioata lelei e maualalo ma lautele fanua. O le tuputupu aʻe o le nucleation lua e faigofie ona tupu i le faagasologa o le epitaxy e fausia ai le 3C tioata SiC (3C-SiC). E ala i le tipi ese-axis, maualuga-density, vaapiapi terrace lautele laʻasaga atomic e mafai ona faʻafeiloaʻi i luga o le 4H-SiC <0001> substrate, ma le precursor adsorbed e mafai ona oʻo lelei i le tulaga laʻasaga atomic ma le malosi maualalo i luga o le fogaeleele. . I le laasaga, o le precursor atom/molecular vaega sootaga tulaga tulaga ese, o lea i le tulaga o le tuputupu aʻe o le laasaga, e mafai e le epitaxial layer ona atoatoa mautofi le Si-C lua atomic layer stacking faasologa o le substrate e fausia ai se tioata e tasi ma le tioata tutusa. vaega e fai ma sui.
(2) E maua le tuputupu aʻe o le epitaxial maualuga e ala i le faʻaofiina o se puna silicon o loʻo i ai le chlorine. I faiga masani a le SiC chemical vapor deposition system, silane ma propane (poʻo le ethylene) o punavai autu ia o le tuputupu aʻe. I le faagasologa o le faateleina o le fua faatatau o le tuputupu aʻe e ala i le faateleina o le tuputupu aʻe puna tafe fua faatatau, e pei o le paleni vaega mamafa o le vaega silicon o loo faaauau pea ona faateleina, e faigofie ona fausia fuifui kasa e homogeneous vaega kasa nucleation, lea e matua faaitiitia le fua faatatau faaaogaina o le puna silikoni. O le faʻavaeina o fuifui silicon e matua faʻatapulaʻaina ai le faʻaleleia atili o le faʻatupulaia o le epitaxial. I le taimi lava e tasi, e mafai e fuifui silicon ona faʻalavelaveina le tuputupu aʻe o le laasaga ma mafua ai le faʻaleagaina o le nucleation. Ina ia aloese mai le faʻaogaina o le kasa tutusa ma faʻateleina le fua o le tuputupu aʻe o le epitaxial, o le faʻaofiina o punaoa silicon chlorine o loʻo avea nei ma auala autu e faʻateleina ai le tuputupu aʻe o le epitaxial o le 4H-SiC.
1.2 200 mm (8-inisi) SiC epitaxial mea faigaluega ma tulaga fa'agasologa
O faʻataʻitaʻiga o loʻo faʻamatalaina i lenei pepa na faia uma i luga o le 150/200 mm (6/8-inisi) fetaui ma le monolithic horizontal heat wall SiC epitaxial mea faigaluega tutoatasi na atiaeina e le 48th Institute of China Electronics Technology Group Corporation. O le ogaumu epitaxial e lagolagoina atoatoa otometi le utaina ma le la'uina. Ata 1 o se faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga o le fausaga i totonu o le potu faʻaalia o meafaigaluega epitaxial. E pei ona faaalia i le Ata 1, o le puipui pito i fafo o le potu tali o se logo quartz ma se interlayer vai-maalili, ma totonu o le logo o se potu tali maualuga-vevela, lea e aofia ai le vevela insulation carbon lagona, maualuga-mama. graphite cavity fa'apitoa, graphite gas-floating rotating base, etc. O le logo quartz atoa o lo'o ufiufi i se vili fa'aoso fa'aoso, ma le tali atu. O le potu i totonu o le logo e fa'avevela fa'aeletise e ala i le fa'auluina o le eletise alalaupapa. E pei ona fa'aalia i le Ata 1 (b), o le kasa e feavea'i, kasa tali, ma le kasa doping e tafe uma i luga o le fata i se laina fa'alava fa'ata'amilosaga mai le pito i luga o le potu tali atu i le pito i lalo o le potu fa'afo'i ma e alu ese mai le si'usi'u. pito kasa. Ina ia mautinoa le tutusa i totonu o le wafer, o le wafer o loʻo tauaveina e le ea opeopea e masani ona feliuliuaʻi i le faagasologa.
O le substrate faʻaaogaina i le faʻataʻitaʻiga o se pisinisi 150 mm, 200 mm (6 inisi, 8 inisi) <1120> faʻatonuga 4°off-angle conductive n-ituaiga 4H-SiC lua itu polesi SiC substrate gaosia e Shanxi Shuoke Crystal. Trichlorosilane (SiHCl3, TCS) ma le ethylene (C2H4) o loʻo faʻaaogaina e avea ma punavai autu o le tuputupu aʻe i le faʻataʻitaʻiga o le faʻagasologa, lea e faʻaaogaina ai le TCS ma le C2H4 e avea ma puna silicon ma le carbon source i le faasologa, maualuga-mama le nitrogen (N2) faʻaaogaina e avea ma n- ituaiga doping puna, ma le hydrogen (H2) e faʻaaogaina e fai ma kesi faʻafefe ma kasa ave. Ole fua ole vevela ole faagasologa epitaxial o le 1 600 ~ 1 660 ℃, o le mamafa o le faagasologa o le 8 × 103 ~ 12 × 103 Pa, ma le fua faatatau o le tafe kasa H2 o le 100 ~ 140 L / min.
1.3 Epitaxial wafer su'ega ma uiga
Fourier infrared spectrometer (mea faigaluega gaosi Thermalfisher, fa'ata'ita'iga iS50) ma le su'ega su'esu'e o le mercury (mea faigaluega gaosi Semilab, fa'ata'ita'iga 530L) na fa'aaogaina e fa'ailoa ai le uiga ma le tufatufaina o le mafiafia o le epitaxial layer ma le fa'aogaina o le doping; o le mafiafia ma le faʻaogaina o le doping o vaega taʻitasi i totonu o le epitaxial layer na fuafuaina e ala i le faʻaogaina o togi i luga o le laina lautele e faʻafeiloaʻi ai le laina masani o le pito autu autu i le 45 ° i le ogatotonu o le wafer ma le 5 mm le aveeseina. Mo le 150 mm wafer, 9 points na ave i luga o le laina e tasi le lautele (e lua diameters e faʻasaga le tasi i le isi), ma mo le 200 mm wafer, 21 points na ave, e pei ona faʻaalia i le Ata 2. O se microscope malosi atomic (gaosimea meafaigaluega. Bruker, faʻataʻitaʻiga Dimension Icon) sa faʻaaogaina e filifili 30 μm × 30 μm vaega i le ogatotonu ma le pito pito (5 mm pito. aveese) o le epitaxial wafer e faʻataʻitaʻi ai le talatala o luga o le epitaxial layer; o le faaletonu o le epitaxial layer na fuaina i le faʻaaogaina o se suʻega faʻaletonu i luga o le eleele (tagata gaosi meafaigaluega China Electronics O le ata 3D na faʻaalia e se faʻataʻitaʻiga o le radar (model Mars 4410 pro) mai Kefenghua.
Taimi meli: Sep-04-2024