2 Натиҷаҳои таҷрибавӣ ва муҳокима
2.1Қабати эпитаксиалӣғафсӣ ва якрангӣ
Ғафсии қабати эпитаксиалӣ, консентратсияи допинг ва якрангӣ яке аз нишондиҳандаҳои асосии доварӣ ба сифати пластинаҳои эпитаксиалӣ мебошанд. Ғафсии ба таври дақиқ назоратшаванда, консентратсияи допинг ва якранг дар дохили вафли калиди таъмини кор ва мувофиқатиДастгоҳҳои барқии SiC, ва ғафсии қабати эпитаксиалӣ ва якрангии консентратсияи допинг низ барои чен кардани қобилияти раванди таҷҳизоти эпитаксиалӣ асосҳои муҳим мебошанд.
Дар расми 3 якрангии ғафсӣ ва каҷ тақсимоти 150 мм ва 200 мм нишон дода шудаастВафли эпитаксиалии SiC. Аз расм дида мешавад, ки каҷи тақсимоти ғафсии қабати эпитаксиалӣ нисбат ба нуқтаи марказии вафли симметрӣ аст. Вақти раванди эпитаксиалӣ 600 сония аст, ғафсии миёнаи қабати эпитаксиалии пластинкаи эпитаксиалии 150 мм 10,89 um ва якрангии ғафсӣ 1,05% аст. Аз рӯи ҳисоб, суръати афзоиши эпитаксиалӣ 65,3 um/s аст, ки ин сатҳи маъмулии раванди эпитаксиалӣ мебошад. Дар ҳамон вақти раванди эпитаксиалӣ, ғафсии қабати эпитаксиалии пластинкаи эпитаксиалии 200 мм 10,10 um, якрангии ғафсӣ дар ҳудуди 1,36% ва суръати умумии афзоиши эпитаксиалӣ 60,60 um / соат аст, ки аз афзоиши эпитаксиалӣ 150 мм каме пасттар аст. меъёр. Сабаб дар он аст, ки дар роҳ вақте ки манбаи кремний ва манбаи карбон аз болооби камераи реаксия тавассути сатҳи вафли ба поёноби камераи реаксия ҷорӣ мешавад ва майдони 200 мм вафли аз 150 мм калонтар аст, талафоти возеҳ вуҷуд дорад. Газ аз сатхи пластинкаи 200 миллиметра ба масофаи дуртар чорй мешавад ва гази манбаи дар рох сарфшуда бештар аст. Дар шароите, ки вафли гардишро нигоҳ медорад, ғафсии умумии қабати эпитаксиалӣ тунуктар аст, бинобар ин суръати афзоиш сусттар аст. Дар маҷмӯъ, якрангии ғафсии 150 мм ва 200 мм эпитаксиалӣ аъло аст ва қобилияти коркарди таҷҳизот метавонад ба талаботи дастгоҳҳои баландсифат ҷавобгӯ бошад.
2.2 Консентратсияи допинги қабати эпитаксиалӣ ва якхела
Дар расми 4 якрангии консентратсияи допинг ва тақсимоти каҷ 150 мм ва 200 мм нишон дода шудаастВафли эпитаксиалии SiC. Тавре ки аз расм дида мешавад, каљи таќсимоти консентратсия дар вафли эпитаксиалї нисбат ба маркази вафли симметрияи аён дорад. Якрангии консентратсияи допинги қабатҳои эпитаксиалии 150 мм ва 200 мм мутаносибан 2,80% ва 2,66% -ро ташкил медиҳад, ки онро дар ҳудуди 3% идора кардан мумкин аст, ки барои таҷҳизоти шабеҳи байналмилалӣ сатҳи олӣ аст. Каҷи консентратсияи допинги қабати эпитаксиалӣ дар шакли "W" дар рӯи самти диаметр тақсим карда мешавад, ки он асосан аз ҷониби майдони ҷараёни кӯраи эпитаксиалии уфуқии девори гарм муайян карда мешавад, зеро самти ҷараёни ҳавои печи эпитаксиалии уфуқӣ аз нӯги вуруди ҳаво (боло) ва аз канори поёноб ба таври ламинарӣ тавассути сатҳи пластинка ҷорӣ мешавад; зеро суръати "камшавии" манбаи карбон (C2H4) нисбат ба манбаи кремний (TCS) баландтар аст, вақте ки вафли гардиш мекунад, воқеии C/Si дар сатҳи пластинка тадриҷан аз канори он коҳиш меёбад. марказ (манбаи карбон дар марказ камтар аст), мувофиқи "назарияи мавқеи рақобатпазирии" C ва N, консентратсияи допинг дар маркази вафли тадриҷан ба самти коҳиш меёбад канор, бо мақсади ба даст овардани якрангии аълои консентратсия, канори N2 ҳамчун ҷуброн дар ҷараёни эпитаксиалӣ илова карда мешавад, то коҳиши консентратсияи допинг аз марказ ба канор суст карда шавад, то каҷи консентратсияи допинг шакли "W" -ро пешниҳод кунад. .
2.3 Норасоиҳои қабати эпитаксиалӣ
Илова ба ғафсӣ ва консентратсияи допинг, сатҳи назорати нуқсони қабати эпитаксиалӣ инчунин як параметри асосии ченкунии сифати пластинкаҳои эпитаксиалӣ ва нишондиҳандаи муҳими қобилияти раванди таҷҳизоти эпитаксиалӣ мебошад. Гарчанде ки SBD ва MOSFET барои камбудиҳо талаботҳои гуногун доранд, камбудиҳои морфологияи рӯизаминӣ ба монанди нуқсонҳои тарки, нуқсонҳои секунҷа, нуқсонҳои сабзӣ, нуқсонҳои комета ва ғайра ҳамчун нуқсонҳои қотилони дастгоҳҳои SBD ва MOSFET муайян карда мешаванд. Эҳтимолияти шикастани микросхемаҳои дорои ин нуқсонҳо баланд аст, аз ин рӯ назорат кардани шумораи нуқсонҳои қотил барои баланд бардоштани ҳосили чип ва кам кардани хароҷот ниҳоят муҳим аст. Дар расми 5 тақсимоти нуқсонҳои куштори пластмассаҳои эпитаксиалии 150 мм ва 200 мм SiC нишон дода шудаанд. Дар сурати мавҷуд набудани номутавозунии возеҳ дар таносуби C / Si, камбудиҳои сабзӣ ва нуқсонҳои кометаро метавон асосан бартараф кард, дар ҳоле ки нуқсонҳои тарк ва нуқсонҳои секунҷа ба назорати тозагӣ ҳангоми кори таҷҳизоти эпитаксиалӣ, сатҳи наҷосати графит алоқаманданд. қисмҳо дар камераи реаксия ва сифати субстрат. Аз ҷадвали 2 дидан мумкин аст, ки зичии дефектҳои қотилони вафли эпитаксиалии 150 мм ва 200 мм метавонад дар ҳудуди 0,3 зарра/см2 назорат карда шавад, ки ин барои як навъи таҷҳизот сатҳи олӣ аст. Сатҳи назорати зичии нуқсонҳои марговар аз пластинкаи эпитаксиалии 150 мм нисбат ба пластинкаи эпитаксиалии 200 мм беҳтар аст. Сабаб дар он аст, ки раванди омодасозии субстрат аз 150 мм нисбат ба 200 мм баркамолтар аст, сифати субстрат беҳтар аст ва сатҳи назорати наҷосати камераи реаксияи графити 150 мм беҳтар аст.
2.4 Ноҳамвории сатҳи вафли эпитаксиалӣ
Дар расми 6 тасвирҳои AFM-и сатҳи пластинҳои эпитаксиалии 150 мм ва 200 мм SiC нишон дода шудаанд. Аз расм дида мешавад, ки ноҳамвории миёнаи решаи рӯизаминии Ra 150 мм ва 200 мм пластмассаҳои эпитаксиалӣ мутаносибан 0,129 нм ва 0,113 нм буда, сатҳи қабати эпитаксиалӣ бидуни зуҳуроти ошкори агрегатсияи макроқадам ҳамвор аст. Ин падида нишон медиҳад, ки афзоиши қабати эпитаксиалӣ ҳамеша режими афзоиши ҷараёни қадамро дар тамоми раванди эпитаксиалӣ нигоҳ медорад ва ҷамъшавии қадамҳо ба амал намеояд. Ин мумкин аст, ки бо истифода аз раванди оптимизатсияи афзоиши эпитаксиалӣ, қабатҳои эпитаксиалии ҳамворро дар субстратҳои кунҷи пасти 150 мм ва 200 мм ба даст овардан мумкин аст.
3 Хулоса
Вафли эпитаксиалии якхелаи 150 мм ва 200 мм 4H-SiC бомуваффақият дар субстратҳои ватанӣ бо истифода аз таҷҳизоти рушди худкори 200 мм SiC омода карда шуд ва раванди якхелаи эпитаксиалии барои 150 мм ва 200 мм мувофиқ таҳия карда шуд. Суръати афзоиши эпитаксиалӣ метавонад аз 60 мкм/соат зиёд бошад. Ҳангоми қонеъ кардани талаботи эпитаксионии баландсуръат, сифати вафли эпитаксиалӣ аъло аст. Якрангии ғафсии лавҳаҳои эпитаксиалии 150 мм ва 200 мм SiC метавонад дар ҳудуди 1,5% назорат карда шавад, якрангии консентратсия камтар аз 3%, зичии нуқсони марговар камтар аз 0,3 зарра/см2 ва решаи ноҳамвории сатҳи эпитаксиалии миёнаи квадрат Ra Ra камтар аз 0,15 нм аст. Нишондиҳандаҳои асосии равандҳои вафли эпитаксиалӣ дар сатҳи пешрафта дар саноат мебошанд.
Манбаъ: Таҷҳизоти махсуси саноати электронӣ
Муаллиф: Си Тианле, Ли Пинг, Ян Ю, Гонг Сяолян, Ба Сай, Чен Гуокин, Ван Шенгцян
(48-уми Институти тадқиқотии China Electronics Technology Group Corporation, Чанша, Хунан 410111)
Вақти фиристодан: сентябр-04-2024