2 Эксперименталь нәтиҗәләр һәм дискуссия
2.1Эпитаксиаль катламкалынлыгы һәм бердәмлеге
Эпитаксиаль катлам калынлыгы, допинг концентрациясе һәм бердәмлек - эпитаксиаль ваферларның сыйфатын бәяләү өчен төп күрсәткечләрнең берсе. Төгәл контрольдә тотыла торган калынлык, допинг концентрациясе һәм вафер эчендә бердәмлек - эшне һәм эзлеклелекне тәэмин итү өчен ачкыч.SiC электр җайланмалары, һәм эпитаксиаль катлам калынлыгы һәм допинг концентрациясенең бердәмлеге шулай ук эпитаксиаль җиһазларның процесс мөмкинлеген үлчәү өчен мөһим нигез булып тора.
3 нче рәсемдә калынлыкның бердәмлеге һәм тарату сызыгы 150 мм һәм 200 мм күрсәтелгәнSiC эпитаксиаль ваферлар. Рәсемнән күреп була, эпитаксиаль катлам калынлыгын бүлү кәкре ваферның үзәк ноктасы турында симметрияле. Эпитаксиаль процесс вакыты - 600, эпитаксиаль катламның уртача калынлыгы - 150 мм эпитаксиаль вафер - 10,89 ум, калынлыгы бердәмлеге - 1,05%. Хисаплау буенча, эпитаксиаль үсеш темплары 65,3 ум / с, бу гадәти тиз эпитаксиаль процесс дәрәҗәсе. Шул ук эпитаксиаль процесс вакытында, эпитаксиаль катламның калынлыгы 200 мм эпитаксиаль ваферның калынлыгы 10,10 см, калынлыкның бердәмлеге 1,36% тәшкил итә, һәм үсешнең гомуми темплары 60,60 см / сәг, бу 150 мм эпитаксиаль үсештән бераз түбән. ставкасы. Чөнки кремний чыганагы һәм углерод чыганагы реакция камерасының өске агымыннан вафер өслегеннән реакция палатасының аскы агымына агып киткәндә ачык югалту бар, һәм 200 мм вафер мәйданы 150 ммнан зуррак. Газ 200 мм вафер өслегеннән озынрак агып тора, һәм юлда кулланылган чыганак газы күбрәк. Вафин әйләнүен дәвам иткән шартларда, эпитаксиаль катламның гомуми калынлыгы нечкә, шуңа күрә үсеш темплары әкренрәк. Гомумән алганда, 150 мм һәм 200 мм эпитаксиаль ваферларның калынлыгы бертөрле, һәм җиһазның процесс мөмкинлеге югары сыйфатлы җайланмалар таләпләренә җавап бирә ала.
2.2 Эпитаксиаль катлам допинг концентрациясе һәм бердәмлек
4 нче рәсемдә допинг концентрациясенең бердәмлеге һәм 150 мм һәм 200 мм кәкре бүленеше күрсәтелгәнSiC эпитаксиаль ваферлар. Рәсемнән күренгәнчә, эпитаксиаль вафердагы концентрация бүлү сызыгы вафер үзәгенә караганда ачык симметриягә ия. 150 мм һәм 200 мм эпитаксиаль катламнарның допинг концентрациясе бердәмлеге 2,80% һәм 2,66% тәшкил итә, алар 3% эчендә контрольдә тотыла ала, бу халыкара җиһазлар өчен искиткеч дәрәҗә. Эпитаксиаль катламның допинг концентрация сызыгы диаметр юнәлеше буенча "В" формасында таратыла, бу горизонталь кайнар дивар эпитаксиаль мичнең агым кыры белән билгеләнә, чөнки горизонталь һава агымы эпитаксиаль үсеш миченең һава агымы юнәлешеннән. һава кертү очлары (өске агым) һәм аскы агымнан ламинар рәвештә вафер өслеге аша агып чыга; углерод чыганагының (C2H4) "юлда бетү" дәрәҗәсе кремний чыганагыннан (TCS) югарырак, вафер әйләнгәч, вафин өслегендәге C / Si акрынлап читтән кими. үзәк (үзәктә углерод чыганагы азрак), C һәм N "көндәшлек позициясе теориясе" буенча, вафер үзәгендәге допинг концентрациясе акрынлап читкә таба кими, искиткеч концентрация бердәмлеген алу өчен, кыр N2 эпитаксиаль процесс вакытында компенсация рәвешендә өстәлә, допинг концентрациясенең үзәктән читкә кадәр кимүен акрынайта, шулай итеп соңгы допинг концентрациясе кәкре "W" формасын күрсәтә.
2.3 Эпитаксиаль катлам җитешсезлекләре
Калынлык һәм допинг концентрациясенә өстәп, эпитаксиаль катлам җитешсезлекләрен контрольдә тоту дәрәҗәсе эпитаксиаль ваферларның сыйфатын үлчәү өчен төп параметр һәм эпитаксиаль җиһазларның процесс мөмкинлегенең мөһим күрсәткече булып тора. SBD һәм MOSFET җитешсезлекләр өчен төрле таләпләргә ия булсалар да, тамчы җитешсезлекләр, өчпочмак җитешсезлекләре, кишер җитешсезлекләре, комета җитешсезлекләре һ.б. ачыкланган өслек морфология җитешсезлекләре SBD һәм MOSFET җайланмаларының киллер җитешсезлекләре дип билгеләнәләр. Бу җитешсезлекләрне үз эченә алган фишкаларның эшләмәү ихтималы зур, шуңа күрә чип җитештерүне яхшырту һәм чыгымнарны киметү өчен киллер җитешсезлекләрен контрольдә тоту бик мөһим. 5 нче рәсемдә 150 мм һәм 200 мм SiC эпитаксиаль ваферларның киллер җитешсезлекләре бүленеше күрсәтелгән. C / Si нисбәтендә ачык тигезсезлек булмаган шартларда, кишер җитешсезлекләре һәм комета җитешсезлекләре нигездә бетерелергә мөмкин, ә тамчы җитешсезлекләр һәм өчпочмак җитешсезлекләре эпитаксиаль җиһазлар эшләгәндә чисталык контроле, графитның пычраклык дәрәҗәсе белән бәйле. реакция палатасындагы өлешләр, һәм субстратның сыйфаты. 2-нче таблицадан күренгәнчә, 150 мм һәм 200 мм эпитаксиаль ваферларның киллер җитешсезлеге тыгызлыгы 0,3 кисәкчәләр / см2 эчендә контрольдә тотыла, бу бер үк җиһаз өчен искиткеч дәрәҗә. 150 мм эпитаксиаль ваферның үлемгә китерүче җитешсезлек тыгызлыгын контрольдә тоту дәрәҗәсе 200 мм эпитаксиаль ваферга караганда яхшырак. Чөнки 150 мм субстрат әзерләү процессы 200 ммныкына караганда җитлеккән, субстратның сыйфаты яхшырак, һәм 150 мм графит реакция камерасының пычраклыкны контрольдә тоту дәрәҗәсе яхшырак.
2.4 Эпитаксиаль вафер өслегенең тупаслыгы
6-нчы рәсемдә 150 мм һәм 200 мм SiC эпитаксиаль вафер өслегенең AFM рәсемнәре күрсәтелгән. Рәсемнән күренгәнчә, өслек тамыры квадрат тупаслыгы Ra 150 мм һәм 200 мм эпитаксиаль вафлар тиешенчә 0,129 нм һәм 0,113 нм, һәм эпитаксиаль катлам өслеге ачык макро-адым агрегат феномены булмаганда шома. Бу күренеш шуны күрсәтә: эпитаксиаль катламның үсеше эпитаксиаль процесс вакытында һәрвакыт адым агымының үсеш режимын саклый, һәм адым агрегаты булмый. Күрергә була, оптимальләштерелгән эпитаксиаль үсеш процессын кулланып, 150 мм һәм 200 мм түбән почмаклы субстратларда шома эпитаксиаль катламнар алырга мөмкин.
3 Йомгаклау
150 мм һәм 200 мм 4H-SiC бертөрле эпитаксиаль ваферлар 200 мм SiC эпитаксиаль үсеш җиһазларын кулланып, өй субстратларында уңышлы әзерләнделәр, һәм 150 мм һәм 200 ммга туры килгән бертөрле эпитаксиаль процесс эшләнде. Эпитаксиаль үсеш темплары 60 мм / сәг. Epгары тизлекле эпитакси таләпне канәгатьләндергәндә, эпитаксиаль вафин сыйфаты бик яхшы. 150 мм һәм 200 мм SiC эпитаксиаль ваферларның калынлыгы бердәмлеге 1,5% эчендә контрольдә тотыла ала, концентрация бердәмлеге 3% тан ким түгел, үлемгә китерүче җитешсезлек тыгызлыгы 0,3 кисәкчәләр / см2, ә эпитаксиаль өслекнең тупаслыгы тамыры Ra квадратын аңлата. 0,15 нмнан ким. Эпитаксиаль ваферларның төп процесс күрсәткечләре тармакта алдынгы дәрәҗәдә.
Чыганак: Электрон сәнәгать махсус җиһазлары
Автор: Си Тянль, Ли Пинг, Ян Yu, Гонг Сяолян, Ба Сай, Чен Гукин, Ван Шэнцян
(Кытай Электроника Технология Группасы Корпорациясенең 48 нче тикшеренү институты, Чанша, Хунан 410111)
Пост вакыты: 04-2024 сентябрь