2 Matokeo ya majaribio na majadiliano
2.1Safu ya Epitaxialunene na usawa
Unene wa safu ya Epitaxial, ukolezi wa doping na usawa ni moja ya viashiria vya msingi vya kutathmini ubora wa kaki za epitaxial. Unene unaoweza kudhibitiwa kwa usahihi, ukolezi wa doping na usawa ndani ya kaki ni ufunguo wa kuhakikisha utendaji na uthabiti waVifaa vya nguvu vya SiC, na unene wa safu ya epitaxial na usawa wa mkusanyiko wa doping pia ni besi muhimu za kupima uwezo wa mchakato wa vifaa vya epitaxial.
Mchoro wa 3 unaonyesha usawa wa unene na mkondo wa usambazaji wa mm 150 na 200 mmKaki za epitaxial za SiC. Inaweza kuonekana kutoka kwa takwimu kwamba safu ya usambazaji ya unene wa epitaxial ina ulinganifu kuhusu sehemu ya katikati ya kaki. Wakati wa mchakato wa epitaxial ni 600s, unene wa wastani wa safu ya epitaxial ya kaki ya epitaxial 150mm ni 10.89 um, na usawa wa unene ni 1.05%. Kwa hesabu, kiwango cha ukuaji wa epitaxial ni 65.3 um/h, ambayo ni kiwango cha kawaida cha mchakato wa epitaxial haraka. Chini ya wakati huo huo wa mchakato wa epitaxial, unene wa safu ya epitaxial ya kaki ya epitaxial ya mm 200 ni 10.10 mm, usawa wa unene ni ndani ya 1.36%, na kiwango cha ukuaji wa jumla ni 60.60 um / h, ambayo ni chini kidogo kuliko ukuaji wa epitaxial wa 150 mm. kiwango. Hii ni kwa sababu kuna upotevu dhahiri njiani wakati chanzo cha silikoni na chanzo cha kaboni kinatiririka kutoka sehemu ya juu ya chemba ya athari kupitia uso wa kaki hadi chini ya chemba ya majibu, na eneo la kaki la mm 200 ni kubwa kuliko milimita 150. Gesi inapita kwenye uso wa kaki ya mm 200 kwa umbali mrefu, na chanzo cha gesi kinachotumiwa njiani ni zaidi. Chini ya hali ya kwamba kaki inaendelea kuzunguka, unene wa jumla wa safu ya epitaxial ni nyembamba, hivyo kasi ya ukuaji ni polepole. Kwa ujumla, unene wa sare ya 150 mm na 200 mm epitaxial wafers ni bora, na uwezo wa mchakato wa vifaa unaweza kukidhi mahitaji ya vifaa vya ubora wa juu.
2.2 Mkusanyiko wa doping ya safu ya Epitaxial na usawa
Mchoro wa 4 unaonyesha usawa wa ukolezi wa doping na usambazaji wa curve wa 150 mm na 200 mm.Kaki za epitaxial za SiC. Kama inavyoonekana kutoka kwa takwimu, mduara wa usambazaji wa ukolezi kwenye kaki ya epitaxial ina ulinganifu dhahiri kuhusiana na katikati ya kaki. Usawa wa mkusanyiko wa doping wa tabaka za epitaxial 150 mm na 200 mm ni 2.80% na 2.66% mtawalia, ambayo inaweza kudhibitiwa ndani ya 3%, ambayo ni kiwango bora kwa vifaa sawa vya kimataifa. Curve ya mkusanyiko wa doping ya safu ya epitaxial inasambazwa katika umbo la "W" kando ya mwelekeo wa kipenyo, ambayo huamuliwa hasa na uwanja wa mtiririko wa tanuru ya epitaxial ya ukuta wa moto, kwa sababu mwelekeo wa mtiririko wa hewa wa tanuru ya ukuaji wa epitaxial ya mtiririko wa hewa ya usawa inatoka. mwisho wa ingizo la hewa (mto) na kutiririka kutoka mwisho wa mto kwa njia ya lamina kupitia uso wa kaki; kwa sababu kiwango cha "kupungua kwa njia ya njia" cha chanzo cha kaboni (C2H4) ni cha juu kuliko cha chanzo cha silicon (TCS), kaki inapozunguka, C/Si halisi kwenye uso wa kaki hupungua polepole kutoka ukingo hadi. kituo (chanzo cha kaboni katikati ni kidogo), kulingana na "nadharia ya nafasi ya ushindani" ya C na N, mkusanyiko wa doping katikati ya kaki hupungua polepole kuelekea ukingo, ili kupata mkusanyiko bora. usawa, makali N2 huongezwa kama fidia wakati wa mchakato wa epitaxial ili kupunguza kasi ya kupungua kwa mkusanyiko wa doping kutoka katikati hadi ukingo, ili curve ya mwisho ya ukolezi ya doping inatoa umbo la "W".
2.3 Kasoro za safu ya Epitaxial
Mbali na unene na mkusanyiko wa doping, kiwango cha udhibiti wa kasoro ya safu ya epitaxial pia ni kigezo cha msingi cha kupima ubora wa kaki za epitaxial na kiashiria muhimu cha uwezo wa mchakato wa vifaa vya epitaxial. Ingawa SBD na MOSFET zina mahitaji tofauti ya kasoro, kasoro zinazoonekana zaidi za mofolojia ya uso kama vile kasoro za kushuka, kasoro za pembetatu, kasoro za karoti, kasoro za kometi, n.k. zinafafanuliwa kama kasoro kuu za vifaa vya SBD na MOSFET. Uwezekano wa kushindwa kwa chips zilizo na kasoro hizi ni mkubwa, kwa hivyo kudhibiti idadi ya kasoro zinazoua ni muhimu sana kwa kuboresha uzalishaji wa chip na kupunguza gharama. Mchoro wa 5 unaonyesha usambazaji wa kasoro za kuua wa 150 mm na 200 mm SiC epitaxial wafers. Chini ya hali ya kuwa hakuna usawa wa wazi katika uwiano wa C / Si, kasoro za karoti na kasoro za comet zinaweza kuondolewa kimsingi, wakati kasoro za kushuka na kasoro za pembetatu zinahusiana na udhibiti wa usafi wakati wa uendeshaji wa vifaa vya epitaxial, kiwango cha uchafu wa grafiti. sehemu katika chumba cha majibu, na ubora wa substrate. Kutoka kwa Jedwali la 2, inaweza kuonekana kuwa wiani wa kasoro ya muuaji wa 150 mm na 200 mm epitaxial wafers inaweza kudhibitiwa ndani ya chembe 0.3 / cm2, ambayo ni ngazi bora kwa aina sawa ya vifaa. Kiwango cha udhibiti wa kasoro mbaya ya kaki ya epitaxial ya mm 150 ni bora kuliko ile ya kaki ya epitaxial ya 200 mm. Hii ni kwa sababu mchakato wa maandalizi ya substrate ya mm 150 ni kukomaa zaidi kuliko ile ya 200 mm, ubora wa substrate ni bora, na kiwango cha udhibiti wa uchafu wa chumba cha mmenyuko wa grafiti 150 mm ni bora zaidi.
2.4 Ukwaru wa uso wa kaki wa Epitaxial
Mchoro wa 6 unaonyesha picha za AFM za uso wa milimita 150 na 200 mm kaki za epitaxial za SiC. Inaweza kuonekana kutoka kwa takwimu kwamba mzizi wa uso unamaanisha ukali wa mraba Ra wa 150 mm na 200 mm epitaxial wafers ni 0.129 nm na 0.113 nm kwa mtiririko huo, na uso wa safu ya epitaxial ni laini bila uzushi dhahiri wa mkusanyiko wa hatua kubwa. Jambo hili linaonyesha kwamba ukuaji wa safu ya epitaxial daima hudumisha hali ya ukuaji wa mtiririko wa hatua wakati wa mchakato mzima wa epitaxial, na hakuna mkusanyiko wa hatua hutokea. Inaweza kuonekana kuwa kwa kutumia mchakato wa ukuaji wa epitaxial ulioboreshwa, tabaka laini za epitaxial zinaweza kupatikana kwenye substrates za angle ya chini ya 150 mm na 200 mm.
3 Hitimisho
Kaki za epitaxial zenye urefu wa mm 150 na 200 mm 4H-SiC zilitayarishwa kwa ufanisi kwenye substrates za ndani kwa kutumia vifaa vya ukuaji wa epitaxial vya mm 200 mm, na mchakato wa epitaxial wa homogeneous unaofaa kwa 150 mm na 200 mm ulitengenezwa. Kiwango cha ukuaji wa epitaxial kinaweza kuwa zaidi ya 60 μm/h. Wakati inakidhi mahitaji ya epitaksi ya kasi ya juu, ubora wa kaki ya epitaxial ni bora. Usawa wa unene wa kaki za epitaxial za mm 150 na 200 mm zinaweza kudhibitiwa ndani ya 1.5%, usawa wa mkusanyiko ni chini ya 3%, msongamano mbaya wa kasoro ni chini ya chembe 0.3 / cm2, na ukali wa uso wa epitaxial unamaanisha mraba Ra. ni chini ya 0.15 nm. Viashiria vya mchakato wa msingi wa kaki za epitaxial ziko katika kiwango cha juu katika sekta hiyo.
Chanzo: Vifaa Maalum vya Sekta ya Kielektroniki
Mwandishi: Xie Tianle, Li Ping, Yang Yu, Gong Xiaoliang, Ba Sai, Chen Guoqin, Wan Shengqiang
(Taasisi ya 48 ya Utafiti ya Shirika la Kikundi la Teknolojia ya Elektroniki la China, Changsha, Hunan 410111)
Muda wa kutuma: Sep-04-2024