2 עקספּערימענטאַל רעזולטאַטן און דיסקוסיע
2.1עפּיטאַקסיאַל שיכטעגרעב און יונאַפאָרמאַטי
עפּיטאַקסיאַל שיכטע גרעב, דאָפּינג קאַנסאַנטריישאַן און יונאַפאָרמאַטי זענען איינער פון די האַרץ ינדיקאַטאָרס פֿאַר אויב משפטן די קוואַליטעט פון עפּיטאַקסיאַל ווייפערז. אַקיעראַטלי קאַנטראָולאַבאַל גרעב, דאָפּינג קאַנסאַנטריישאַן און יונאַפאָרמאַטי אין די ווייפער זענען די שליסל צו ינשורינג די פאָרשטעלונג און קאָנסיסטענסי פוןSiC מאַכט דעוויסעס, און עפּיטאַקסיאַל שיכטע גרעב און דאָפּינג קאַנסאַנטריישאַן יונאַפאָרמאַטי זענען אויך וויכטיק באַסעס פֿאַר מעסטן די פּראָצעס פיייקייט פון עפּיטאַקסיאַל ויסריכט.
פיגורע 3 ווייזט די גרעב יונאַפאָרמאַטי און פאַרשפּרייטונג ויסבייג פון 150 מם און 200 מםSiC עפּיטאַקסיאַל ווייפערז. עס קענען זיין געזען פון די פיגור אַז די עפּיטאַקסיאַל שיכטע גרעב פאַרשפּרייטונג ויסבייג איז סאַמעטריקאַל וועגן די צענטער פונט פון די ווייפער. די עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס צייט איז 600 ס, די דורכשניטלעך עפּיטאַקסיאַל שיכטע גרעב פון די 150 מם עפּיטאַקסיאַל ווייפער איז 10.89 אַם, און די גרעב יונאַפאָרמאַטי איז 1.05%. לויט כעזשבן, די עפּיטאַקסיאַל וווּקס קורס איז 65.3 אַם / ה, וואָס איז אַ טיפּיש שנעל עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס מדרגה. אונטער דער זעלביקער עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס צייט, די עפּיטאַקסיאַל שיכטע גרעב פון די 200 מם עפּיטאַקסיאַל ווייפער איז 10.10 מם, די גרעב יונאַפאָרמאַטי איז ין 1.36%, און די קוילעלדיק וווּקס קורס איז 60.60 מם / ה, וואָס איז אַ ביסל נידעריקער ווי די 150 מם עפּיטאַקסיאַל וווּקס קורס. דאָס איז ווייַל עס איז קלאָר ווי דער טאָג אָנווער צוזאמען די וועג ווען די סיליציום מקור און טשאַד מקור לויפן פון די אַפּסטרים פון די אָפּרוף קאַמער דורך די ווייפער ייבערפלאַך צו די דאַונסטרים פון די אָפּרוף קאַמער, און די 200 מם ווייפער געגנט איז גרעסער ווי די 150 מם. די גאַז פלאָוז דורך די ייבערפלאַך פון די 200 מם ווייפער פֿאַר אַ מער ווייַטקייט, און די מקור גאַז קאַנסומד צוזאמען דעם וועג איז מער. אונטער די צושטאַנד אַז די ווייפער האלט ראָוטייטינג, די קוילעלדיק גרעב פון די עפּיטאַקסיאַל שיכטע איז טינער, אַזוי די וווּקס קורס איז סלאָוער. קוילעלדיק, די גרעב יונאַפאָרמאַטי פון 150 מם און 200 מם עפּיטאַקסיאַל ווייפערז איז ויסגעצייכנט, און די פּראָצעס פיייקייט פון די ויסריכט קענען טרעפן די באדערפענישן פון הויך-קוואַליטעט דעוויסעס.
2.2 עפּיטאַקסיאַל שיכטע דאָפּינג קאַנסאַנטריישאַן און יונאַפאָרמאַטי
פיגורע 4 ווייזט די דאָפּינג קאַנסאַנטריישאַן יונאַפאָרמאַטי און ויסבייג פאַרשפּרייטונג פון 150 מם און 200 מםSiC עפּיטאַקסיאַל ווייפערז. ווי איר קענען זען פון די פיגור, די ויסבייג פון די קאַנסאַנטריישאַן פאַרשפּרייטונג אויף די עפּיטאַקסיאַל ווייפער האט קלאָר ווי דער טאָג סימעטריע קאָרעוו צו די צענטער פון די ווייפער. די דאָפּינג קאַנסאַנטריישאַן יונאַפאָרמאַטי פון די 150 מם און 200 מם עפּיטאַקסיאַל לייַערס איז ריספּעקטיוולי 2.80% און 2.66%, וואָס קענען זיין קאַנטראָולד ין 3%, וואָס איז אַ ויסגעצייכנט מדרגה פֿאַר ענלעך אינטערנאַציאָנאַלע ויסריכט. די דאָפּינג קאַנסאַנטריישאַן ויסבייג פון די עפּיטאַקסיאַל שיכטע איז פונאנדערגעטיילט אין אַ "וו" פאָרעם צוזאמען די דיאַמעטער ריכטונג, וואָס איז דער הויפּט באשלאסן דורך די לויפן פעלד פון די האָריזאָנטאַל הייס וואַנט עפּיטאַקסיאַל אויוון, ווייַל די אַירפלאָוו ריכטונג פון די האָריזאָנטאַל ערפלאָו עפּיטאַקסיאַל גראָוט אויוון איז פֿון די לופט ינלעט סוף (אַפּסטרים) און פלאָוז אויס פון די דאַונסטרים סוף אין אַ לאַמאַנער שטייגער דורך די ווייפער ייבערפלאַך; ווייַל די "צוזאמען-דעם-וועג דיפּלישאַן" קורס פון די טשאַד מקור (C2H4) איז העכער ווי די פון די סיליציום מקור (TCS), ווען די ווייפער ראָוטייץ, די פאַקטיש C / Si אויף די ווייפער ייבערפלאַך ביסלעכווייַז דיקריסאַז פון די ברעג צו דער צענטער (די טשאַד מקור אין דעם צענטער איז ווייניקער), לויט די "קאַמפּעטיטיוו שטעלע טעאָריע" פון C און N, די דאָפּינג קאַנסאַנטריישאַן אין די צענטער פון די ווייפער ביסלעכווייַז דיקריסאַז צו די ברעג, אין צו באַקומען ויסגעצייכנט קאַנסאַנטריישאַן יונאַפאָרמאַטי, די ברעג N2 איז מוסיף ווי פאַרגיטיקונג בעשאַס די עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס צו פּאַמעלעך די פאַרקלענערן אין דאָפּינג קאַנסאַנטריישאַן פון דעם צענטער צו די ברעג, אַזוי אַז די לעצט דאָפּינג קאַנסאַנטריישאַן ויסבייג גיט אַ "וו" פאָרעם.
2.3 עפּיטאַקסיאַל שיכטע חסרונות
אין אַדישאַן צו גרעב און דאָפּינג קאַנסאַנטריישאַן, די מדרגה פון עפּיטאַקסיאַל שיכטע דעפעקט קאָנטראָל איז אויך אַ האַרץ פּאַראַמעטער פֿאַר מעסטן די קוואַליטעט פון עפּיטאַקסיאַל ווייפערז און אַ וויכטיק גראדן פון די פּראָצעס פיייקייט פון עפּיטאַקסיאַל ויסריכט. כאָטש SBD און MOSFET האָבן פאַרשידענע רעקווירעמענץ פֿאַר חסרונות, די מער קלאָר ווי דער טאָג ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגי חסרונות אַזאַ ווי קאַפּ חסרונות, דרייַעק חסרונות, מער חסרונות, קאָמעט חסרונות, אאז"ו ו זענען דיפיינד ווי קיללער חסרונות פון SBD און MOSFET דעוויסעס. די מאַשמאָעס פון דורכפאַל פון טשיפּס מיט די חסרונות איז הויך, אַזוי קאַנטראָולינג די נומער פון רעצייעך חסרונות איז גאָר וויכטיק פֿאַר ימפּרוווינג שפּאָן טראָגן און רידוסינג קאָס. פיגור 5 ווייזט די פאַרשפּרייטונג פון רעצייעך חסרונות פון 150 מם און 200 מם SiC עפּיטאַקסיאַל ווייפערז. אונטער די צושטאַנד אַז עס איז קיין קלאָר ווי דער טאָג ימבאַלאַנס אין די C / Si פאַרהעלטעניש, מער חסרונות און קאָמעט חסרונות קענען זיין בייסיקלי ילימאַנייטאַד, בשעת קאַפּ חסרונות און דרייַעק חסרונות זענען שייַכות צו ריינקייַט קאָנטראָל בעשאַס די אָפּעראַציע פון עפּיטאַקסיאַל ויסריכט, די טומע מדרגה פון גראַפייט טיילן אין דער אָפּרוף קאַמער, און די קוואַליטעט פון די סאַבסטרייט. פֿון טאַבלע 2, איר קענען זען אַז די געדיכטקייַט פון די רעצייעך דעפעקט פון 150 מם און 200 מם עפּיטאַקסיאַל ווייפערז קענען זיין קאַנטראָולד ין 0.3 פּאַרטיקאַלז / קמ 2, וואָס איז אַ ויסגעצייכנט מדרגה פֿאַר דער זעלביקער טיפּ פון ויסריכט. די פאַטאַל דעפעקט געדיכטקייַט קאָנטראָל מדרגה פון 150 מם עפּיטאַקסיאַל ווייפער איז בעסער ווי אַז פון 200 מם עפּיטאַקסיאַל ווייפער. דאָס איז ווייַל די סאַבסטרייט צוגרייטונג פּראָצעס פון 150 מם איז מער דערוואַקסן ווי אַז פון 200 מם, די סאַבסטרייט קוואַליטעט איז בעסער, און די ימפּיוריטי קאָנטראָל מדרגה פון 150 מם גראַפייט אָפּרוף קאַמער איז בעסער.
2.4 עפּיטאַקסיאַל ווייפער ייבערפלאַך ראַפנאַס
פיגורע 6 ווייזט די AFM בילדער פון די ייבערפלאַך פון 150 מם און 200 מם SiC עפּיטאַקסיאַל ווייפערז. עס קענען זיין געזען פון די פיגור אַז די ייבערפלאַך וואָרצל מיטל קוואַדראַט ראַפנאַס ראַ פון 150 מם און 200 מם עפּיטאַקסיאַל ווייפערז איז 0.129 נם און 0.113 נם ריספּעקטיוולי, און די ייבערפלאַך פון די עפּיטאַקסיאַל שיכטע איז גלאַט אָן קלאָר ווי דער טאָג מאַקראָו-שריט אַגגרעגאַטיאָן דערשיינונג. דער דערשיינונג ווייזט אַז דער וווּקס פון די עפּיטאַקסיאַל שיכטע שטענדיק מיינטיינז די סטעפּ לויפן וווּקס מאָדע בעשאַס די גאנצע עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס, און קיין שריט אַגגרעגאַטיאָן אַקערז. עס קענען זיין געזען אַז מיט די אָפּטימיזעד עפּיטאַקסיאַל גראָוט פּראָצעס, גלאַט עפּיטאַקסיאַל לייַערס קענען זיין באקומען אויף 150 מם און 200 מם נידעריק-ווינקל סאַבסטרייץ.
3 מסקנא
די 150 מם און 200 מם 4H-SiC כאָומאַדזשיניאַס עפּיטאַקסיאַל ווייפערז זענען הצלחה צוגעגרייט אויף דינער סאַבסטרייץ ניצן די זיך-דעוועלאָפּעד 200 מם סיק עפּיטאַקסיאַל גראָוט ויסריכט, און די כאָומאַדזשיניאַס עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס פּאַסיק פֿאַר 150 מם און 200 מם איז דעוועלאָפּעד. די עפּיטאַקסיאַל גראָוט קורס קענען זיין מער ווי 60 μm / ה. בשעת טרעפן די הויך-גיכקייַט עפּיטאַקסי פאָדערונג, די עפּיטאַקסיאַל ווייפער קוואַליטעט איז ויסגעצייכנט. די גרעב יונאַפאָרמאַטי פון די 150 מם און 200 מם סיק עפּיטאַקסיאַל ווייפערז קענען זיין קאַנטראָולד ין 1.5%, די קאַנסאַנטריישאַן יונאַפאָרמאַטי איז ווייניקער ווי 3%, די פאַטאַל דעפעקט געדיכטקייַט איז ווייניקער ווי 0.3 פּאַרטיקאַלז / קמ2, און די עפּיטאַקסיאַל ייבערפלאַך ראַפנאַס וואָרצל מיטל קוואַדראַט ראַ איז ווייניקער ווי 0.15 נם. די האַרץ פּראָצעס ינדיקאַטאָרס פון די עפּיטאַקסיאַל ווייפערז זענען אויף די אַוואַנסירטע מדרגה אין די אינדוסטריע.
מקור: עלעקטראָניש ינדאַסטרי ספּעציעלע עקוויפּמענט
מחבר: Xie Tianle, Li Ping, Yang Yu, Gong Xiaoliang, Ba Sai, Chen Guoqin, Wan Shengqiang
(48th פאָרשונג אינסטיטוט פון טשיינאַ עלעקטראָניק טעכנאָלאָגיע גרופע קאָרפּאָראַטיאָן, טשאַנגשאַ, הונאַן 410111)
פּאָסטן צייט: סעפטעמבער 04-2024