2 Synag netijeleri we çekişme
2.1Epitaksial gatlakgalyňlygy we birmeňzeşligi
Epitaksial gatlagyň galyňlygy, doping konsentrasiýasy we birmeňzeşligi epitaksial wafleriň hiline baha bermek üçin esasy görkezijilerden biridir. Takyk dolandyrylýan galyňlyk, doping konsentrasiýasy we wafli içindäki birmeňzeşlik öndürijiligi we yzygiderliligi üpjün etmegiň açarydyr.SiC güýç enjamlarywe epitaksial gatlagyň galyňlygy we doping konsentrasiýasynyň birmeňzeşligi epitaksial enjamlaryň iş ukybyny ölçemek üçin möhüm esas bolup durýar.
3-nji suratda galyňlygyň birmeňzeşligi we paýlanyş egrisi 150 mm we 200 mm görkezilýärSiC epitaksial wafli. Suratdan epitaksial gatlagyň galyňlygynyň paýlanyş egrisiniň wafliň merkezi nokadyna simmetrikdigini görmek bolýar. Epitaksial prosesiň wagty 600s, epitaksial gatlagyň ortaça galyňlygy 150 mm epitaksial wafli 10,89 um, galyňlygy birmeňzeşligi 1,05%. Hasaplama boýunça epitaksial ösüş depgini 65,3 um / sag bolup, adaty çalt epitaksial proses derejesidir. Şol bir epitaksial proses döwründe 200 mm epitaksial wafliň epitaksial gatlagynyň galyňlygy 10.10 um, galyňlygy birmeňzeşligi 1,36%, umumy ösüş depgini 60,60 um / sag, bu 150 mm epitaksial ösüşden birneme pesdir. nyrhy. Munuň sebäbi, kremniniň çeşmesi we uglerod çeşmesi reaksiýa kamerasynyň ýokarky akymyndan wafli üstünden reaksiýa kamerasynyň aşaky akymyna akyp, 200 mm wafli meýdany 150 mm-den uly bolanda aç-açan ýitgiler bolýar. Gaz has uzak aralyk üçin 200 mm wafliň üstünden akýar we ýolda sarp edilýän çeşme gazy has köp. Wafli aýlanmagyny dowam etdirýän şertde epitaksial gatlagyň umumy galyňlygy has inçe bolýar, şonuň üçin ösüş depgini haýal bolýar. Umuman aýdanyňda, 150 mm we 200 mm epitaksial wafliň galyňlygy birmeňzeşdir we enjamyň işleýiş ukyby ýokary hilli enjamlaryň talaplaryna laýyk bolup biler.
2.2 Epitaksial gatlak doping konsentrasiýasy we birmeňzeşligi
4-nji suratda doping konsentrasiýasynyň birmeňzeşligi we 150 mm we 200 mm egrilik paýlanyşy görkezilýärSiC epitaksial wafli. Suratdan görnüşi ýaly, epitaksial wafli boýunça konsentrasiýa paýlanyş egrisi, wafliň merkezine garanyňda aç-açan simmetriýa eýe. 150 mm we 200 mm epitaksial gatlaklaryň doping konsentrasiýasynyň birmeňzeşligi degişlilikde 2,80% we 2.66% bolup, 3% -e gözegçilik edip bolýar, şuňa meňzeş halkara enjamlary üçin ajaýyp dereje. Epitaksial gatlagyň doping konsentrasiýa egrisi, esasan gorizontal gyzgyn diwar epitaksial peçiň akym meýdany bilen kesgitlenýän diametri boýunça "W" görnüşinde paýlanýar, sebäbi gorizontal howa akymynyň epitaksial ösüş peçiniň howa akymy ugry howa girelgesi (ýokarky akym) we aşaky akymdan wafli üstünden laminar görnüşde akýar; uglerod çeşmesiniň (C2H4) "ýoluň azalmagy" kremniniň çeşmesinden (TCS) has ýokarydygy sebäpli, wafli aýlananda, wafli üstündäki hakyky C / Si kem-kemden gyradan peselýär merkezi (merkezdäki uglerod çeşmesi az), C we N-iň "bäsdeşlik pozisiýasy teoriýasyna" görä, ajaýyp konsentrasiýa birmeňzeşligini almak üçin wafliň merkezindäki doping konsentrasiýasy kem-kemden gyrada azalýar. gyrasy N2 epitaksial prosesiň dowamynda doping konsentrasiýasynyň merkezden gyrasyna çenli peselmegini haýallatmak üçin kompensasiýa hökmünde goşulýar, şonuň üçin iň soňky doping konsentrasiýasy egrisi "W" görnüşini görkezýär.
2.3 Epitaksial gatlak kemçilikleri
Galyňlygy we doping konsentrasiýasyndan başga-da, epitaksial gatlagyň kemçiliklerine gözegçilik etmek derejesi epitaksial wafleriň hilini ölçemek üçin esasy parametrdir we epitaksial enjamlaryň işleýiş ukybynyň möhüm görkezijisidir. SBD we MOSFET-iň kemçilikleri üçin dürli talaplary bar bolsa-da, damja kemçilikleri, üçburçluk kemçilikleri, käşir kemçilikleri, kometanyň kemçilikleri we ş.m. SBD we MOSFET enjamlarynyň öldüriji kemçiligi hökmünde kesgitlenýär. Bu kemçilikleri öz içine alýan çipleriň şowsuzlygy ähtimallygy ýokary, şonuň üçin çip öndürijiligini ýokarlandyrmak we çykdajylary azaltmak üçin ganhor kemçilikleriň sanyna gözegçilik etmek gaty möhümdir. 5-nji suratda 150 mm we 200 mm SiC epitaksial wafli öldüriji kemçilikleriň paýlanyşy görkezilýär. C / Si gatnaşygynda aç-açan deňagramsyzlygyň bolmazlygy şertinde käşir kemçilikleri we kometa kemçilikleri esasan ýok edilip bilner, damja kemçilikleri we üçburçluk kemçilikleri epitaksial enjamlaryň işleýşi wagtynda arassalygyň gözegçiligi, grafitiň haramlyk derejesi bilen baglanyşyklydyr reaksiýa kamerasyndaky bölekler we substratyň hili. 2-nji tablisadan 150 mm we 200 mm epitaksial wafli öldüriji kemçilik dykyzlygynyň 0,3 bölejik / sm2 içinde dolandyrylyp bilinjekdigini görmek bolýar, bu birmeňzeş enjamlar üçin ajaýyp dereje. 150 mm epitaksial wafli bilen ölüme sebäp bolan kemçilik dykyzlygynyň gözegçilik derejesi 200 mm epitaksial wafli bilen deňeşdirilende has gowudyr. Sebäbi 150 mm substraty taýýarlamak prosesi 200 mm-den has kämildir, substratyň hili has gowudyr we 150 mm grafit reaksiýa kamerasynyň haramlygy gözegçilik derejesi has gowudyr.
2.4 Epitaksial wafli ýeriň çişligi
6-njy suratda 150 mm we 200 mm SiC epitaksial wafli AFM şekilleri görkezilýär. Şekilden görnüşi ýaly, ýerüsti kök 150 inedördül gödeklik we 200 mm epitaksial wafli degişlilikde 0,129 nm we 0.113 nm, epitaksial gatlagyň üstki makro basgançakly birleşme hadysasy bolmazdan tekiz. Bu hadysa, epitaksial gatlagyň ösmeginiň tutuş epitaksial prosesde basgançak akymynyň ösüş tertibini saklaýandygyny we hiç bir ädim jemlenmeýändigini görkezýär. Epitaksial optimallaşdyrylan ösüş prosesini ulanmak bilen, 150 mm we 200 mm pes burçly substratlarda tekiz epitaksial gatlaklary alyp bolýandygyny görmek bolýar.
3 Netije
150 mm we 200 mm 4H-SiC birmeňzeş epitaksial wafli, özbaşdak ösen 200 mm SiC epitaksial ösüş enjamyny ulanyp, içerki substratlarda üstünlikli taýýarlandy we 150 mm we 200 mm üçin birmeňzeş epitaksial proses işlenip düzüldi. Epitaksial ösüş tizligi 60 μm / sag-dan uly bolup biler. Speedokary tizlikli epitaksiýa talaplaryny kanagatlandyrýarka, epitaksial wafli hili ajaýyp. 150 mm we 200 mm SiC epitaksial wafli galyňlygynyň birmeňzeşligini 1,5% -e gözegçilik edip bolýar, konsentrasiýa birmeňzeşligi 3% -den az, ölüm howply kemçiligiň dykyzlygy 0,3 bölejikden / sm2, epitaksial üstüň gödekligi kök Ra kwadratyny aňladýar 0,15 nm-den azdyr. Epitaksial wafli esasy iş görkezijileri pudakda iň ýokary derejededir.
Çeşme: Elektron senagat ýörite enjamlary
Awtory: Sie Tianle, Li Ping, Yangaň Yuu, Gong Siaoliang, Ba Sai, Çen Guin, Wan Şengqiang
(Hytaý elektronika tehnologiýa topary korporasiýasynyň 48-nji gözleg instituty, Çaňşa, Hunan 410111)
Iş wagty: 04-2024-nji sentýabr