2 பரிசோதனை முடிவுகள் மற்றும் விவாதம்
2.1எபிடாக்சியல் அடுக்குதடிமன் மற்றும் சீரான தன்மை
எபிடாக்சியல் அடுக்கு தடிமன், ஊக்கமருந்து செறிவு மற்றும் சீரான தன்மை ஆகியவை எபிடாக்சியல் செதில்களின் தரத்தை மதிப்பிடுவதற்கான முக்கிய குறிகாட்டிகளில் ஒன்றாகும். துல்லியமாக கட்டுப்படுத்தக்கூடிய தடிமன், ஊக்கமருந்து செறிவு மற்றும் செதில் உள்ள சீரான தன்மை ஆகியவை செயல்திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்கான திறவுகோலாகும்.SiC சக்தி சாதனங்கள், மற்றும் எபிடாக்சியல் லேயர் தடிமன் மற்றும் ஊக்கமருந்து செறிவு சீரான தன்மை ஆகியவை எபிடாக்சியல் கருவிகளின் செயல்முறை திறனை அளவிடுவதற்கான முக்கியமான அடிப்படைகளாகும்.
படம் 3 தடிமன் சீரான தன்மை மற்றும் 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ விநியோக வளைவைக் காட்டுகிறதுSiC எபிடாக்சியல் செதில்கள். எபிடாக்சியல் லேயர் தடிமன் விநியோக வளைவு செதில்களின் மையப் புள்ளியைப் பற்றி சமச்சீராக இருப்பதை படத்தில் இருந்து காணலாம். எபிடாக்சியல் செயல்முறை நேரம் 600கள், 150மிமீ எபிடாக்சியல் வேஃபரின் சராசரி எபிடாக்சியல் லேயர் தடிமன் 10.89 உம், மற்றும் தடிமன் சீரான தன்மை 1.05% ஆகும். கணக்கீட்டின்படி, எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி விகிதம் 65.3 um/h ஆகும், இது ஒரு பொதுவான வேகமான எபிடாக்சியல் செயல்முறை நிலை. அதே எபிடாக்சியல் செயல்முறை நேரத்தின் கீழ், 200 மிமீ எபிடாக்சியல் வேஃபரின் எபிடாக்சியல் லேயர் தடிமன் 10.10 um, தடிமன் சீரான தன்மை 1.36% க்குள் உள்ளது, மேலும் ஒட்டுமொத்த வளர்ச்சி விகிதம் 60.60 um/h ஆகும், இது 150 மிமீ எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியை விட சற்று குறைவாக உள்ளது. விகிதம். ஏனென்றால், சிலிக்கான் மூலமும் கார்பன் மூலமும் எதிர்வினை அறையின் மேல்புறத்திலிருந்து செதில் மேற்பரப்பு வழியாக எதிர்வினை அறையின் கீழ்நோக்கி செல்லும் போது வெளிப்படையான இழப்பு ஏற்படுகிறது, மேலும் 200 மிமீ செதில் பகுதி 150 மிமீ விட பெரியதாக இருக்கும். 200 மிமீ செதில்களின் மேற்பரப்பு வழியாக வாயு நீண்ட தூரம் பாய்கிறது, மேலும் வழியில் நுகரப்படும் மூல வாயு அதிகமாகும். செதில் தொடர்ந்து சுழலும் நிபந்தனையின் கீழ், எபிடாக்சியல் அடுக்கின் ஒட்டுமொத்த தடிமன் மெல்லியதாக இருக்கும், எனவே வளர்ச்சி விகிதம் மெதுவாக இருக்கும். ஒட்டுமொத்தமாக, 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ எபிடாக்சியல் செதில்களின் தடிமன் சீரான தன்மை சிறந்தது, மேலும் உபகரணங்களின் செயல்முறை திறன் உயர்தர சாதனங்களின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும்.
2.2 எபிடாக்சியல் லேயர் ஊக்கமருந்து செறிவு மற்றும் சீரான தன்மை
படம் 4 ஊக்கமருந்து செறிவு சீரான தன்மை மற்றும் 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ வளைவு விநியோகத்தைக் காட்டுகிறதுSiC எபிடாக்சியல் செதில்கள். படத்தில் இருந்து பார்க்க முடிந்தால், எபிடாக்சியல் செதில் செறிவு பரவல் வளைவு செதில்களின் மையத்துடன் தொடர்புடைய தெளிவான சமச்சீர்நிலையைக் கொண்டுள்ளது. 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ எபிடாக்சியல் அடுக்குகளின் ஊக்கமருந்து செறிவு சீரானது முறையே 2.80% மற்றும் 2.66% ஆகும், இது 3% க்குள் கட்டுப்படுத்தப்படலாம், இது ஒத்த சர்வதேச உபகரணங்களுக்கு ஒரு சிறந்த நிலை. எபிடாக்சியல் அடுக்கின் ஊக்கமருந்து செறிவு வளைவு விட்டம் திசையில் "W" வடிவத்தில் விநியோகிக்கப்படுகிறது, இது முக்கியமாக கிடைமட்ட சூடான சுவர் எபிடாக்சியல் உலையின் ஓட்டப் புலத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் கிடைமட்ட காற்றோட்ட எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி உலையின் காற்றோட்ட திசையானது காற்று நுழைவு முனை (அப்ஸ்ட்ரீம்) மற்றும் கீழ்நிலை முனையிலிருந்து செதில் மேற்பரப்பு வழியாக லேமினர் முறையில் வெளியேறுகிறது; கார்பன் மூலத்தின் (C2H4) "வழியில்-குறைப்பு" விகிதம் சிலிக்கான் மூலத்தை (TCS) விட அதிகமாக இருப்பதால், செதில் சுழலும் போது, செதில் மேற்பரப்பில் உள்ள உண்மையான C/Sஐ படிப்படியாக விளிம்பிலிருந்து குறைகிறது C மற்றும் N இன் "போட்டி நிலைக் கோட்பாட்டின்" படி மையம் (மையத்தில் உள்ள கார்பன் மூலமானது குறைவாக உள்ளது), செதில்களின் மையத்தில் ஊக்கமருந்து செறிவு படிப்படியாக குறைகிறது விளிம்பை நோக்கி, சிறந்த செறிவு சீரான தன்மையைப் பெற, மையத்திலிருந்து விளிம்பிற்கு ஊக்கமருந்து செறிவு குறைவதை மெதுவாக்க எபிடாக்சியல் செயல்பாட்டின் போது விளிம்பு N2 இழப்பீடாக சேர்க்கப்படுகிறது, இதனால் இறுதி ஊக்கமருந்து செறிவு வளைவு "W" ஐ அளிக்கிறது. வடிவம்.
2.3 எபிடாக்சியல் அடுக்கு குறைபாடுகள்
தடிமன் மற்றும் ஊக்கமருந்து செறிவு கூடுதலாக, எபிடாக்சியல் லேயர் குறைபாடு கட்டுப்பாட்டின் நிலை எபிடாக்சியல் செதில்களின் தரத்தை அளவிடுவதற்கான ஒரு முக்கிய அளவுருவாகும் மற்றும் எபிடாக்சியல் உபகரணங்களின் செயல்முறை திறனின் முக்கிய குறிகாட்டியாகும். SBD மற்றும் MOSFET ஆகியவை குறைபாடுகளுக்கு வெவ்வேறு தேவைகளைக் கொண்டிருந்தாலும், துளி குறைபாடுகள், முக்கோண குறைபாடுகள், கேரட் குறைபாடுகள், வால்மீன் குறைபாடுகள் போன்ற மிகவும் வெளிப்படையான மேற்பரப்பு உருவவியல் குறைபாடுகள் SBD மற்றும் MOSFET சாதனங்களின் கொலையாளி குறைபாடுகளாக வரையறுக்கப்படுகின்றன. இந்த குறைபாடுகளைக் கொண்ட சில்லுகள் தோல்வியடையும் நிகழ்தகவு அதிகமாக உள்ளது, எனவே சிப் விளைச்சலை மேம்படுத்துவதற்கும் செலவுகளைக் குறைப்பதற்கும் கொலையாளி குறைபாடுகளின் எண்ணிக்கையைக் கட்டுப்படுத்துவது மிகவும் முக்கியமானது. 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் செதில்களின் கொலையாளி குறைபாடுகளின் விநியோகத்தை படம் 5 காட்டுகிறது. C/Si விகிதத்தில் வெளிப்படையான ஏற்றத்தாழ்வு இல்லை என்ற நிபந்தனையின் கீழ், கேரட் குறைபாடுகள் மற்றும் வால்மீன் குறைபாடுகள் அடிப்படையில் அகற்றப்படலாம், அதே நேரத்தில் துளி குறைபாடுகள் மற்றும் முக்கோண குறைபாடுகள் எபிடாக்சியல் கருவிகளின் செயல்பாட்டின் போது தூய்மைக் கட்டுப்பாட்டுடன் தொடர்புடையவை, கிராஃபைட்டின் தூய்மையற்ற நிலை. எதிர்வினை அறையில் உள்ள பாகங்கள் மற்றும் அடி மூலக்கூறின் தரம். அட்டவணை 2 இலிருந்து, 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ எபிடாக்சியல் செதில்களின் கொலையாளி குறைபாடு அடர்த்தியை 0.3 துகள்கள்/செமீ2க்குள் கட்டுப்படுத்த முடியும், இது அதே வகை உபகரணங்களுக்கு ஒரு சிறந்த நிலையாகும். 200 மிமீ எபிடாக்சியல் வேஃபரை விட 150 மிமீ எபிடாக்சியல் வேஃபரின் அபாயக் குறைபாடு அடர்த்தி கட்டுப்பாட்டு நிலை சிறந்தது. ஏனெனில் 150 மிமீ அடி மூலக்கூறு தயாரிப்பு செயல்முறை 200 மிமீ விட முதிர்ச்சியடைந்தது, அடி மூலக்கூறு தரம் சிறந்தது மற்றும் 150 மிமீ கிராஃபைட் எதிர்வினை அறையின் தூய்மையற்ற கட்டுப்பாட்டு நிலை சிறந்தது.
2.4 எபிடாக்சியல் செதில் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை
150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் செதில்களின் மேற்பரப்பின் AFM படங்களை படம் 6 காட்டுகிறது. 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ எபிடாக்சியல் செதில்களின் மேற்பரப்பு வேர் சராசரி சதுர கரடுமுரடான Ra என்பது முறையே 0.129 nm மற்றும் 0.113 nm ஆகும், மேலும் எபிடாக்சியல் அடுக்கின் மேற்பரப்பு வெளிப்படையான மேக்ரோ-படி திரட்டல் நிகழ்வு இல்லாமல் மென்மையாக உள்ளது என்பதை படத்தில் காணலாம். இந்த நிகழ்வு எபிடாக்சியல் அடுக்கின் வளர்ச்சியானது முழு எபிடாக்சியல் செயல்முறையின் போது படி ஓட்ட வளர்ச்சி முறையை எப்போதும் பராமரிக்கிறது, மேலும் படி திரட்டல் எதுவும் ஏற்படாது. உகந்த எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி செயல்முறையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ குறைந்த கோண அடி மூலக்கூறுகளில் மென்மையான எபிடாக்சியல் அடுக்குகளைப் பெறலாம்.
3 முடிவு
150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ 4H-SiC ஒரே மாதிரியான எபிடாக்சியல் செதில்கள் உள்நாட்டு அடி மூலக்கூறுகளில் வெற்றிகரமாக தயாரிக்கப்பட்ட 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி உபகரணங்களைப் பயன்படுத்தி 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீக்கு ஏற்ற ஒரே மாதிரியான எபிடாக்சியல் செயல்முறை உருவாக்கப்பட்டது. எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி விகிதம் 60 μm/h ஐ விட அதிகமாக இருக்கலாம். அதிவேக எபிடாக்ஸி தேவையை பூர்த்தி செய்யும் போது, எபிடாக்சியல் வேஃபர் தரம் சிறப்பாக உள்ளது. 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் செதில்களின் தடிமன் சீரான தன்மையை 1.5% க்குள் கட்டுப்படுத்தலாம், செறிவு சீரான தன்மை 3% க்கும் குறைவாக உள்ளது, அபாயகரமான குறைபாடு அடர்த்தி 0.3 துகள்கள்/செ.மீ 2 க்கும் குறைவாக உள்ளது, மற்றும் எபிடாக்சியல் மேற்பரப்பு கரடுமுரடான வேர் சராசரி சதுரம் Ra 0.15 nm க்கும் குறைவாக உள்ளது. எபிடாக்சியல் செதில்களின் முக்கிய செயல்முறை குறிகாட்டிகள் தொழில்துறையில் மேம்பட்ட நிலையில் உள்ளன.
ஆதாரம்: எலக்ட்ரானிக் தொழில் சிறப்பு உபகரணங்கள்
ஆசிரியர்: Xie Tianle, Li Ping, Yang Yu, Gong Xiaoliang, Ba Sai, Chen Guoqin, Wan Shengqiang
(48வது ரிசர்ச் இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் சீனா எலக்ட்ரானிக்ஸ் டெக்னாலஜி குரூப் கார்ப்பரேஷன், சாங்ஷா, ஹுனான் 410111)
இடுகை நேரம்: செப்-04-2024