2 Esiperimenta ati fanfa
2.1Epitaxial Layersisanra ati uniformity
Sisanra Layer Epitaxial, ifọkansi doping ati isokan jẹ ọkan ninu awọn itọkasi pataki fun ṣiṣe idajọ didara awọn wafers epitaxial. sisanra iṣakoso ni deede, ifọkansi doping ati isokan laarin wafer jẹ bọtini lati rii daju iṣẹ ṣiṣe ati aitasera tiAwọn ẹrọ agbara SiC, ati sisanra Layer epitaxial ati iṣọkan ifọkansi doping tun jẹ awọn ipilẹ pataki fun wiwọn agbara ilana ti ohun elo epitaxial.
olusin 3 fihan sisanra uniformity ati pinpin ti 150 mm ati 200 mmSiC epitaxial wafers. O le rii lati inu nọmba naa pe iha pinpin sisanra Layer epitaxial jẹ iṣiro nipa aaye aarin ti wafer. Akoko ilana epitaxial jẹ 600s, apapọ sisanra Layer epitaxial ti 150mm epitaxial wafer jẹ 10.89 um, ati aṣọ aṣọ sisanra jẹ 1.05%. Nipa iṣiro, oṣuwọn idagba epitaxial jẹ 65.3 um / h, eyiti o jẹ aṣoju ipele ilana apọju iyara. Labẹ akoko ilana epitaxial kanna, sisanra Layer epitaxial ti 200 mm epitaxial wafer jẹ 10.10 um, iṣọkan sisanra wa laarin 1.36%, ati idagba idagbasoke gbogbogbo jẹ 60.60 um / h, eyiti o kere diẹ sii ju 150 mm idagba epitaxial. oṣuwọn. Eyi jẹ nitori ipadanu ti o han gbangba wa ni ọna nigbati orisun ohun alumọni ati orisun erogba nṣan lati oke ti iyẹwu ifasẹ nipasẹ dada wafer si isalẹ ti iyẹwu ifaseyin, ati agbegbe wafer 200 mm tobi ju 150 mm lọ. Gaasi n lọ nipasẹ oju ti 200 mm wafer fun ijinna to gun, ati gaasi orisun ti o jẹ ni ọna jẹ diẹ sii. Labẹ ipo ti wafer ntọju yiyi, sisanra gbogbogbo ti Layer epitaxial jẹ tinrin, nitorinaa oṣuwọn idagba jẹ o lọra. Iwoye, iṣọkan sisanra ti 150 mm ati 200 mm epitaxial wafers jẹ dara julọ, ati agbara ilana ti ẹrọ le pade awọn ibeere ti awọn ẹrọ ti o ga julọ.
2.2 Epitaxial Layer doping fojusi ati uniformity
Nọmba 4 ṣe afihan isokan ifọkansi doping ati pinpin ti tẹ ti 150 mm ati 200 mmSiC epitaxial wafers. Gẹgẹbi a ti le rii lati inu eeya, iha pinpin ifọkansi lori wafer epitaxial ni o ni ibamu ti o han gbangba si aarin wafer. Iṣọkan ifọkansi doping ti 150 mm ati 200 mm epitaxial Layer jẹ 2.80% ati 2.66% ni atele, eyiti o le ṣakoso laarin 3%, eyiti o jẹ ipele ti o dara julọ fun ohun elo kariaye ti o jọra. Iwọn ifọkansi doping ti Layer epitaxial ti pin ni apẹrẹ “W” pẹlu itọsọna iwọn ila opin, eyiti o jẹ ipinnu nipataki nipasẹ aaye ṣiṣan ti ileru ti ogiri gbigbona petele, nitori pe itọsọna ṣiṣan afẹfẹ ti ileru idagbasoke epitaxial petele airflow jẹ lati opin ẹnu-ọna afẹfẹ (oke) ati ṣiṣan jade lati opin isalẹ ni ọna laminar nipasẹ aaye wafer; nitori iye “idinku-ọna-ọna” ti orisun erogba (C2H4) ga ju ti orisun silikoni (TCS), nigbati wafer ba yiyi, C/Si gangan lori aaye wafer maa dinku lati eti si aarin (orisun erogba ni aarin jẹ kere si), ni ibamu si “ilana ipo idije” ti C ati N, ifọkansi doping ni aarin wafer maa dinku si eti, lati le gba isokan ifọkansi to dara julọ, awọn eti N2 ti wa ni afikun bi isanpada lakoko ilana epitaxial lati fa fifalẹ idinku ninu ifọkansi doping lati aarin si eti, ki iṣipopada ifọkansi doping ikẹhin ṣafihan apẹrẹ “W”.
2.3 Epitaxial Layer abawọn
Ni afikun si sisanra ati ifọkansi doping, ipele ti iṣakoso abawọn Layer epitaxial tun jẹ paramita mojuto fun wiwọn didara awọn wafers epitaxial ati itọkasi pataki ti agbara ilana ti ohun elo epitaxial. Botilẹjẹpe SBD ati MOSFET ni awọn ibeere oriṣiriṣi fun awọn abawọn, diẹ sii han awọn abawọn morphology dada bi awọn abawọn silẹ, abawọn triangle, abawọn karọọti, awọn abawọn comet, ati bẹbẹ lọ ni asọye bi awọn abawọn apani ti SBD ati awọn ẹrọ MOSFET. Awọn iṣeeṣe ikuna ti awọn eerun ti o ni awọn abawọn wọnyi ga, nitorinaa iṣakoso nọmba awọn abawọn apaniyan jẹ pataki pupọ fun imudarasi ikore ërún ati idinku awọn idiyele. Nọmba 5 fihan pinpin awọn abawọn apaniyan ti 150 mm ati 200 mm SiC epitaxial wafers. Labẹ ipo pe ko si aiṣedeede ti o han gbangba ni ipin C / Si, awọn abawọn karọọti ati awọn abawọn comet ni a le yọkuro ni ipilẹ, lakoko ti awọn abawọn silẹ ati awọn abawọn onigun mẹta ni ibatan si iṣakoso mimọ lakoko iṣẹ ti ohun elo epitaxial, ipele aimọ ti graphite. awọn ẹya ninu awọn lenu iyẹwu, ati awọn didara ti awọn sobusitireti. Lati Tabili 2, o le rii pe iwuwo abawọn apaniyan ti 150 mm ati 200 mm epitaxial wafers le jẹ iṣakoso laarin awọn patikulu 0.3 / cm2, eyiti o jẹ ipele ti o dara julọ fun iru ohun elo kanna. Ipele iṣakoso iwuwo abawọn apaniyan ti 150 mm epitaxial wafer dara ju ti 200 mm epitaxial wafer. Eyi jẹ nitori ilana igbaradi sobusitireti ti 150 mm jẹ ogbo diẹ sii ju ti 200 mm lọ, didara sobusitireti dara julọ, ati ipele iṣakoso aimọ ti iyẹwu ifaworanhan 150 mm dara julọ.
2.4 Epitaxial wafer dada roughness
Nọmba 6 fihan awọn aworan AFM ti oju ti 150 mm ati 200 mm SiC epitaxial wafers. O le rii lati inu eeya naa pe gbongbo dada tumọ si roughness square Ra ti 150 mm ati 200 mm epitaxial wafers jẹ 0.129 nm ati 0.113 nm ni atele, ati pe oju ti Layer epitaxial jẹ dan laisi iṣẹlẹ ikojọpọ Makiro-Igbese ti o han gbangba. Iyatọ yii fihan pe idagba ti Layer epitaxial nigbagbogbo n ṣetọju ipo idagbasoke ipele ipele lakoko gbogbo ilana epitaxial, ati pe ko si iṣipopada igbesẹ. A le rii pe nipa lilo ilana idagbasoke epitaxial iṣapeye, awọn fẹlẹfẹlẹ epitaxial didan le ṣee gba lori awọn sobusitireti igun-kekere 150 mm ati 200 mm.
3 Ipari
Awọn 150 mm ati 200 mm 4H-SiC isokan epitaxial wafers ni a ti pese sile ni aṣeyọri lori awọn sobusitireti ile nipa lilo ohun elo idagbasoke 200 mm SiC ti ara ẹni ti o ni idagbasoke, ati ilana isọdọkan epitaxial ti o dara fun 150 mm ati 200 mm ni idagbasoke. Iwọn idagba epitaxial le jẹ diẹ sii ju 60 μm / wakati kan. Lakoko ti o ba pade ibeere apọju iyara giga, didara wafer epitaxial jẹ dara julọ. Iṣọkan sisanra ti 150 mm ati 200 mm SiC epitaxial wafers le jẹ iṣakoso laarin 1.5%, isokan ifọkansi ko kere ju 3%, iwuwo abawọn apaniyan jẹ kere ju awọn patikulu 0.3 / cm2, ati ipilẹ roughness dada epitaxial tumọ si square Ra. O kere ju 0.15 nm. Awọn itọkasi ilana mojuto ti awọn wafers epitaxial wa ni ipele ilọsiwaju ninu ile-iṣẹ naa.
Orisun: Itanna Industry Special Equipment
Onkọwe: Xie Tianle, Li Ping, Yang Yu, Gong Xiaoliang, Ba Sai, Chen Guoqin, Wan Shengqiang
(48th Institute Research of China Electronics Technology Group Corporation, Changsha, Hunan 410111)
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹsan-04-2024