8 इन्च SiC epitaxial फर्नेस र homoepitaxial प्रक्रिया अनुसन्धान

हाल, SiC उद्योग 150 mm (6 इन्च) बाट 200 mm (8 इन्च) मा परिवर्तन हुँदैछ। उद्योगमा ठूलो आकारको, उच्च-गुणस्तरको SiC homoepitaxial wafers को तत्काल माग पूरा गर्न, 150 mm र 200 mm 4H-SiC homoepitaxial वेफरहरू सफलतापूर्वक घरेलु सब्सट्रेटहरूमा स्वतन्त्र रूपमा विकसित 200 mm SiC epitaxial वृद्धि उपकरणहरू प्रयोग गरेर तयार पारियो। 150 mm र 200 mm को लागि उपयुक्त homoepitaxial प्रक्रिया विकसित गरिएको थियो, जसमा epitaxial वृद्धि दर 60 μm/h भन्दा बढी हुन सक्छ। हाई-स्पीड एपिटेक्सी भेट्दा, एपिटेक्सियल वेफर गुणस्तर उत्कृष्ट छ। 150 mm र 200 mm SiC epitaxial wafers को मोटाई एकरूपता 1.5% भित्र नियन्त्रण गर्न सकिन्छ, एकाग्रता एकरूपता 3% भन्दा कम छ, घातक दोष घनत्व 0.3 कण/cm2 भन्दा कम छ, र epitaxial सतह खुरदरा मूल अर्थ वर्ग Ra हो। ०.१५ एनएम भन्दा कम, र सबै कोर प्रक्रिया सूचकहरू उद्योगको उन्नत स्तरमा छन्।

सिलिकन कार्बाइड (SiC) तेस्रो पुस्ताको अर्धचालक सामग्रीको प्रतिनिधि मध्ये एक हो। यसमा उच्च ब्रेकडाउन फिल्ड बल, उत्कृष्ट थर्मल चालकता, ठूलो इलेक्ट्रोन संतृप्ति बहाव वेग, र बलियो विकिरण प्रतिरोधको विशेषताहरू छन्। यसले पावर उपकरणहरूको ऊर्जा प्रशोधन क्षमतालाई धेरै विस्तार गरेको छ र उच्च शक्ति, सानो आकार, उच्च तापक्रम, उच्च विकिरण र अन्य चरम अवस्था भएका उपकरणहरूको लागि अर्को पुस्ताको विद्युतीय विद्युतीय उपकरणहरूको सेवा आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छ। यसले ठाउँ घटाउन, बिजुली खपत कम गर्न र शीतलन आवश्यकताहरू कम गर्न सक्छ। यसले नयाँ ऊर्जा सवारी साधन, रेल यातायात, स्मार्ट ग्रिड र अन्य क्षेत्रमा क्रान्तिकारी परिवर्तन ल्याएको छ। तसर्थ, सिलिकन कार्बाइड अर्धचालकहरू उच्च-शक्ति शक्ति इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको अर्को पुस्ताको नेतृत्व गर्ने आदर्श सामग्रीको रूपमा मान्यता प्राप्त भएको छ। हालैका वर्षहरूमा, तेस्रो पुस्ताको अर्धचालक उद्योगको विकासको लागि राष्ट्रिय नीति समर्थनको लागि धन्यवाद, अनुसन्धान र विकास र 150 एमएम SiC उपकरण उद्योग प्रणालीको निर्माण र निर्माण मूल रूपमा चीनमा पूरा भएको छ, र औद्योगिक श्रृंखलाको सुरक्षा। मूल रूपमा ग्यारेन्टी गरिएको छ। त्यसैले, उद्योगको ध्यान विस्तारै लागत नियन्त्रण र दक्षता सुधारमा सरेको छ। तालिका 1 मा देखाइए अनुसार, 150 mm को तुलनामा, 200 mm SiC को उच्च किनारा उपयोग दर छ, र एकल वेफर चिप्सको आउटपुट लगभग 1.8 गुणाले बढाउन सकिन्छ। प्रविधि परिपक्व भएपछि, एकल चिपको निर्माण लागत 30% ले घटाउन सकिन्छ। 200 mm को प्राविधिक सफलता "लागत घटाउने र दक्षता बढाउन" को प्रत्यक्ष माध्यम हो, र यो मेरो देशको अर्धचालक उद्योगको लागि "समानान्तर चलाउन" वा "लीड" पनि हो।

Si उपकरण प्रक्रिया भन्दा फरक, SiC अर्धचालक पावर उपकरणहरू सबै प्रशोधन र आधारशिलाको रूपमा एपिटेक्सियल तहहरूसँग तयार हुन्छन्। एपिटेक्सियल वेफरहरू SiC पावर उपकरणहरूको लागि आवश्यक आधारभूत सामग्री हुन्। एपिटेक्सियल लेयरको गुणस्तरले यन्त्रको उत्पादन सीधै निर्धारण गर्दछ, र यसको लागत चिप निर्माण लागतको 20% को लागी खाता हो। तसर्थ, एपिटेक्सियल वृद्धि SiC पावर उपकरणहरूमा एक आवश्यक मध्यवर्ती लिङ्क हो। epitaxial प्रक्रिया स्तर को माथिल्लो सीमा epitaxial उपकरण द्वारा निर्धारित गरिन्छ। हाल, घरेलु 150 मिमी SiC epitaxial उपकरण को स्थानीयकरण डिग्री अपेक्षाकृत उच्च छ, तर 200 mm को समग्र लेआउट एकै समयमा अन्तर्राष्ट्रिय स्तर पछि पछि छ। तसर्थ, घरेलु तेस्रो पुस्ताको अर्धचालक उद्योगको विकासको लागि ठूलो आकारको उच्च-गुणस्तरको एपिटेक्सियल सामग्री निर्माणको अत्यावश्यक आवश्यकताहरू र बाधा समस्याहरू समाधान गर्न, यो पेपरले मेरो देशमा सफलतापूर्वक विकसित 200 मिमी SiC एपिटेक्सियल उपकरणहरू प्रस्तुत गर्दछ, र एपिटेक्सियल प्रक्रियाको अध्ययन गर्दछ। प्रक्रिया तापमान, क्यारियर ग्यास प्रवाह दर, C/Si अनुपात, इत्यादि जस्ता प्रक्रिया मापदण्डहरू अनुकूलन गरेर, एकाग्रता एकरूपता <3%, मोटाई गैर-एकरूपता <1.5%, नरमपन Ra <0.2 nm र घातक दोष घनत्व <0.3 कणहरू। /cm2 को 150 mm र 200 mm SiC epitaxial wafers स्व-विकसित 200 mm सिलिकन कार्बाइड एपिटेक्सियल फर्नेसको साथ प्राप्त गरिन्छ। उपकरण प्रक्रिया स्तर उच्च-गुणस्तर SiC पावर उपकरण तयारी आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छ।

1 प्रयोगहरू

1.1 SiC epitaxial प्रक्रिया को सिद्धान्त

4H-SiC homoepitaxial वृद्धि प्रक्रियामा मुख्यतया 2 प्रमुख चरणहरू समावेश छन्, अर्थात्, 4H-SiC सब्सट्रेटको उच्च-तापमान इन-सीटु नक्काशी र एकरूप रासायनिक वाष्प निक्षेप प्रक्रिया। सब्सट्रेट इन-सिटु इचिङको मुख्य उद्देश्य वेफर पालिसिङ, अवशिष्ट पालिश गर्ने तरल पदार्थ, कण र अक्साइड तह पछि सब्सट्रेटको उपसतहको क्षतिलाई हटाउनु हो र नक्कली गरेर सब्सट्रेट सतहमा नियमित परमाणु चरण संरचना बनाउन सकिन्छ। इन-सिटू नक्काशी सामान्यतया हाइड्रोजन वातावरणमा गरिन्छ। वास्तविक प्रक्रिया आवश्यकताहरू अनुसार, हाइड्रोजन क्लोराइड, प्रोपेन, इथिलीन वा सिलेन जस्ता सहायक ग्यासको सानो मात्रा पनि थप्न सकिन्छ। इन-सिटू हाइड्रोजन नक्काशीको तापक्रम सामान्यतया १ 600 ℃ भन्दा माथि हुन्छ, र प्रतिक्रिया कक्षको दबाब सामान्यतया 2 × 104 Pa भन्दा तल नियन्त्रित हुन्छ एचिंग प्रक्रियाको क्रममा।

सब्सट्रेट सतह इन-सिटू नक्काशी द्वारा सक्रिय भएपछि, यो उच्च-तापमान रासायनिक वाष्प निक्षेप प्रक्रियामा प्रवेश गर्दछ, अर्थात्, वृद्धि स्रोत (जस्तै इथिलीन/प्रोपेन, TCS/सिलेन), डोपिङ स्रोत (n-प्रकार डोपिङ स्रोत नाइट्रोजन। , p-प्रकार डोपिङ स्रोत TMAL), र हाइड्रोजन क्लोराइड जस्ता सहायक ग्यासहरू वाहक ग्याँस (सामान्यतया हाइड्रोजन) को ठूलो प्रवाह मार्फत प्रतिक्रिया कक्षमा ढुवानी गरिन्छ। उच्च-तापमान प्रतिक्रिया कक्षमा ग्यासले प्रतिक्रिया गरेपछि, अग्रसरको अंशले रासायनिक प्रतिक्रिया गर्दछ र वेफर सतहमा सोख्छ, र एकल-क्रिस्टल समरूप 4H-SiC epitaxial तह एक विशिष्ट डोपिङ एकाग्रता, विशिष्ट मोटाई, र उच्च गुणस्तरको साथ गठन हुन्छ। टेम्प्लेटको रूपमा एकल-क्रिस्टल 4H-SiC सब्सट्रेट प्रयोग गरी सब्सट्रेट सतहमा। वर्षौंको प्राविधिक अन्वेषण पछि, 4H-SiC homoepitaxial प्रविधि मूल रूपमा परिपक्व भएको छ र व्यापक रूपमा औद्योगिक उत्पादनमा प्रयोग गरिन्छ। संसारमा सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको 4H-SiC homoepitaxial टेक्नोलोजीमा दुई विशिष्ट विशेषताहरू छन्: (1) अफ-अक्ष प्रयोग गर्दै (<0001> क्रिस्टल प्लेनसँग सापेक्ष, <11-20> क्रिस्टल दिशातर्फ) ओब्लिक कट सब्सट्रेटको रूपमा। टेम्प्लेट, अशुद्धता बिना उच्च-शुद्धता एकल-क्रिस्टल 4H-SiC epitaxial तह चरण-प्रवाह वृद्धि मोडको रूपमा सब्सट्रेटमा जम्मा गरिन्छ। प्रारम्भिक 4H-SiC homoepitaxial वृद्धिले सकारात्मक क्रिस्टल सब्सट्रेट प्रयोग गर्‍यो, त्यो हो, विकासको लागि <0001> Si प्लेन। सकारात्मक क्रिस्टल सब्सट्रेटको सतहमा परमाणु चरणहरूको घनत्व कम छ र टेरेसहरू चौडा छन्। 3C क्रिस्टल SiC (3C-SiC) गठन गर्न एपिटेक्सी प्रक्रियाको क्रममा दुई-आयामी न्यूक्लिएशन वृद्धि हुन सजिलो छ। अफ-अक्ष काटेर, उच्च-घनत्व, साँघुरो टेरेस चौडाइ आणविक चरणहरू 4H-SiC <0001> सब्सट्रेटको सतहमा प्रस्तुत गर्न सकिन्छ, र adsorbed अग्रदूत प्रभावकारी रूपमा सतह प्रसार मार्फत अपेक्षाकृत कम सतह ऊर्जा संग परमाणु चरण स्थितिमा पुग्न सक्छ। । चरणमा, पूर्ववर्ती परमाणु/आणविक समूह बन्डिङ स्थिति अद्वितीय छ, त्यसैले चरण प्रवाह वृद्धि मोडमा, एपिटेक्सियल तहले समान क्रिस्टलको साथ एकल क्रिस्टल बनाउन सब्सट्रेटको Si-C डबल परमाणु तह स्ट्याकिङ अनुक्रमलाई पूर्ण रूपमा इनहेरिट गर्न सक्छ। सब्सट्रेटको रूपमा चरण। (2) उच्च-गति epitaxial वृद्धि एक क्लोरीन युक्त सिलिकन स्रोत परिचय गरेर हासिल गरिन्छ। परम्परागत SiC रासायनिक वाष्प निक्षेप प्रणालीमा, सिलेन र प्रोपेन (वा इथिलीन) मुख्य वृद्धि स्रोतहरू हुन्। वृद्धि स्रोत प्रवाह दर बढाएर विकास दर बढाउने प्रक्रियामा, सिलिकन घटकको सन्तुलन आंशिक दबाव बढ्दै जाँदा, समरूप ग्यास चरण न्यूक्लिएशन द्वारा सिलिकन क्लस्टरहरू बनाउन सजिलो छ, जसले महत्त्वपूर्ण रूपमा उपयोग दर घटाउँछ। सिलिकन स्रोत। सिलिकन क्लस्टरहरूको गठनले एपिटेक्सियल वृद्धि दरको सुधारलाई धेरै सीमित गर्दछ। एकै समयमा, सिलिकन क्लस्टरहरूले स्टेप फ्लो बृद्धिलाई बाधा पुर्‍याउन सक्छ र दोष न्यूक्लिएशन हुन सक्छ। समरूप ग्यास चरण न्यूक्लिएशनबाट बच्न र एपिटेक्सियल वृद्धि दर बढाउनको लागि, क्लोरीन-आधारित सिलिकन स्रोतहरूको परिचय हाल 4H-SiC को एपिटेक्सियल वृद्धि दर बढाउनको लागि मुख्यधारा विधि हो।

1.2 200 mm (8-inch) SiC epitaxial उपकरण र प्रक्रिया अवस्थाहरू

यस पेपरमा वर्णन गरिएका प्रयोगहरू सबै 150/200 mm (6/8-inch) संगत मोनोलिथिक तेर्सो तातो पर्खाल SiC epitaxial उपकरणमा 48 औं इन्स्टिच्युट अफ चाइना इलेक्ट्रोनिक्स टेक्नोलोजी ग्रुप कर्पोरेशनद्वारा स्वतन्त्र रूपमा विकसित गरिएको थियो। एपिटेक्सियल फर्नेसले पूर्ण रूपमा स्वचालित वेफर लोडिङ र अनलोडिङलाई समर्थन गर्दछ। चित्र 1 एपिटेक्सियल उपकरणको प्रतिक्रिया कक्षको आन्तरिक संरचनाको योजनाबद्ध रेखाचित्र हो। चित्र १ मा देखाइए अनुसार, प्रतिक्रिया कक्षको बाहिरी पर्खाल क्वार्ट्ज घण्टी हो जसमा वाटर-कूल्ड इन्टरलेयर हुन्छ, र घण्टीको भित्री भाग एक उच्च-तापमान प्रतिक्रिया कक्ष हो, जुन थर्मल इन्सुलेशन कार्बन फेल्ट, उच्च-शुद्धताबाट बनेको हुन्छ। विशेष ग्रेफाइट गुहा, ग्रेफाइट ग्यास-फ्लोटिंग घुमाउने आधार, इत्यादि। सम्पूर्ण क्वार्ट्ज घण्टीलाई बेलनाकार इन्डक्सन कुण्डलले ढाकिएको हुन्छ, र घण्टी भित्रको प्रतिक्रिया कक्षलाई विद्युत चुम्बकीय रूपमा मध्यम-फ्रिक्वेन्सी इन्डक्शन पावर सप्लाईद्वारा तताइएको हुन्छ। चित्र 1 (b) मा देखाइए अनुसार, वाहक ग्यास, प्रतिक्रिया ग्यास, र डोपिङ ग्यास सबै प्रतिक्रिया कक्षको माथिबाट प्रतिक्रिया कक्षको डाउनस्ट्रीममा तेर्सो लामिनार प्रवाहमा वेफर सतहबाट प्रवाहित हुन्छन् र पुच्छरबाट डिस्चार्ज हुन्छन्। ग्यास अन्त्य। वेफर भित्र स्थिरता सुनिश्चित गर्न, हावा फ्लोटिंग आधार द्वारा बोकिएको वेफर सधैं प्रक्रियाको समयमा घुमाइन्छ।

प्रयोगमा प्रयोग गरिएको सब्सट्रेट एक व्यावसायिक 150 मिमी, 200 मिमी (6 इन्च, 8 इन्च) <1120> दिशा 4° अफ-एंगल कन्डक्टिभ एन-टाइप 4H-SiC डबल-साइड पॉलिश SiC सब्सट्रेट हो जुन शान्क्सी शुओके क्रिस्टल द्वारा उत्पादित हुन्छ। Trichlorosilane (SiHCl3, TCS) र ethylene (C2H4) प्रक्रिया प्रयोगमा मुख्य वृद्धि स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, जसमध्ये TCS र C2H4 क्रमशः सिलिकन स्रोत र कार्बन स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, उच्च शुद्धता नाइट्रोजन (N2) को रूपमा प्रयोग गरिन्छ। प्रकार डोपिङ स्रोत, र हाइड्रोजन (H2) पातलो ग्यास र वाहक ग्यास रूपमा प्रयोग गरिन्छ। एपिटेक्सियल प्रक्रिया तापमान दायरा 1 600 ~ 1 660 ℃ हो, प्रक्रिया दबाब 8 × 103 ~ 12 × 103 Pa हो, र H2 क्यारियर ग्याँस प्रवाह दर 100～140 L/min हो।

1.3 एपिटेक्सियल वेफर परीक्षण र विशेषता

फोरियर इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोमिटर (उपकरण निर्माता थर्मलफिशर, मोडेल iS50) र पारा प्रोब एकाग्रता परीक्षक (उपकरण निर्माता सेमिलाब, मोडेल 530L) एपिटेक्सियल तह मोटाई र डोपिङ एकाग्रताको औसत र वितरणको विशेषता गर्न प्रयोग गरियो; एपिटेक्सियल तहमा प्रत्येक बिन्दुको मोटाई र डोपिङ एकाग्रता व्यास रेखाको साथमा बिन्दुहरू लिएर 5 मिमी किनारा हटाउने वेफरको केन्द्रमा 45° मा मुख्य सन्दर्भ किनाराको सामान्य रेखालाई काटेर निर्धारण गरिएको थियो। 150 मिमी वेफरको लागि, 9 बिन्दुहरू एउटै व्यास रेखासँग लिइयो (दुई व्यासहरू एकअर्कामा लम्बवत थिए), र 200 मिमी वेफरको लागि, चित्र 2 मा देखाइए अनुसार, 21 बिन्दुहरू लिइयो। एक परमाणु बल माइक्रोस्कोप (उपकरण निर्माता ब्रुकर, मोडेल डाइमेन्सन आइकन) एपिटेक्सियल लेयरको सतहको नरमपन परीक्षण गर्नको लागि केन्द्र क्षेत्रमा 30 μm × 30 μm क्षेत्रहरू र एपिटेक्सियल वेफरको किनारा क्षेत्र (5 मिमी किनारा हटाउने) चयन गर्न प्रयोग गरिएको थियो; एपिटेक्सियल लेयरको दोषहरू सतह दोष परीक्षक (उपकरण निर्माता चाइना इलेक्ट्रोनिक्स केफेन्गुआ, मोडेल मार्स 4410 प्रो) को प्रयोग गरेर मापन गरियो।

2 प्रयोगात्मक परिणाम र छलफल

2.1 एपिटेक्सियल तह मोटाई र एकरूपता

एपिटेक्सियल लेयर मोटाई, डोपिङ एकाग्रता र एकरूपता एपिटेक्सियल वेफर्सको गुणस्तरको न्याय गर्नको लागि मुख्य सूचकहरू मध्ये एक हो। सही नियन्त्रण योग्य मोटाई, डोपिङ एकाग्रता र वेफर भित्र एकरूपता SiC पावर उपकरणहरूको प्रदर्शन र स्थिरता सुनिश्चित गर्न कुञ्जी हो, र एपिटेक्सियल लेयर मोटाई र डोपिङ एकाग्रता एकरूपता पनि एपिटेक्सियल उपकरणहरूको प्रक्रिया क्षमता मापनको लागि महत्त्वपूर्ण आधारहरू हुन्।

चित्र 3 ले 150 mm र 200 mm SiC epitaxial wafers को मोटाई एकरूपता र वितरण वक्र देखाउँछ। यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ कि एपिटेक्सियल तह मोटाई वितरण वक्र वेफरको केन्द्र बिन्दुको बारेमा सममित छ। एपिटेक्सियल प्रक्रिया समय 600 सेकेन्ड हो, 150 मिमी एपिटेक्सियल वेफरको औसत एपिटेक्सियल तह मोटाई 10.89 μm हो, र मोटाई एकरूपता 1.05% हो। गणना द्वारा, epitaxial वृद्धि दर 65.3 μm/h छ, जुन एक विशिष्ट छिटो epitaxial प्रक्रिया स्तर हो। एउटै epitaxial प्रक्रिया समय अन्तर्गत, 200 mm epitaxial वेफर को epitaxial तह मोटाई 10.10 μm छ, मोटाई एकरूपता 1.36% भित्र छ, र समग्र वृद्धि दर 60.60 μm/h छ, जुन 150 mm वृद्धि भन्दा थोरै कम छ। दर। यो किनभने त्यहाँ बाटोमा स्पष्ट हानि हुन्छ जब सिलिकन स्रोत र कार्बन स्रोत प्रतिक्रिया कक्षको अपस्ट्रीमबाट वेफर सतह हुँदै प्रतिक्रिया कक्षको डाउनस्ट्रीममा प्रवाह हुन्छ, र 200 मिमी वेफर क्षेत्र 150 मिमी भन्दा ठूलो हुन्छ। ग्यास 200 मिमी वेफरको सतहबाट लामो दूरीको लागि बग्छ, र स्रोत ग्यास बाटोमा खपत बढी छ। वेफर घुमिरहन्छ भन्ने अवस्था अन्तर्गत, एपिटेक्सियल तहको समग्र मोटाई पातलो हुन्छ, त्यसैले वृद्धि दर सुस्त हुन्छ। समग्रमा, 150 मिमी र 200 मिमी एपिटेक्सियल वेफर्सको मोटाई एकरूपता उत्कृष्ट छ, र उपकरणको प्रक्रिया क्षमताले उच्च-गुणस्तरका उपकरणहरूको आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छ।

2.2 एपिटेक्सियल लेयर डोपिङ एकाग्रता र एकरूपता

चित्र 4 ले डोपिङ एकाग्रता एकरूपता र 150 मिमी र 200 मिमी SiC एपिटेक्सियल वेफर्सको वक्र वितरण देखाउँछ। चित्रबाट देख्न सकिन्छ, एपिटेक्सियल वेफरमा एकाग्रता वितरण वक्रमा वेफरको केन्द्रको सापेक्ष स्पष्ट सममिति छ। 150 mm र 200 mm epitaxial तहहरूको डोपिङ एकाग्रता एकरूपता क्रमशः 2.80% र 2.66% छ, जुन 3% भित्र नियन्त्रण गर्न सकिन्छ, जुन अन्तर्राष्ट्रिय समान उपकरणहरू बीच उत्कृष्ट स्तर हो। epitaxial तह को डोपिङ एकाग्रता वक्र व्यास दिशा संग एक "W" आकार मा वितरित छ, जो मुख्यतया तेर्सो तातो पर्खाल epitaxial फर्नेस को प्रवाह क्षेत्र द्वारा निर्धारण गरिन्छ, किनभने तेर्सो airflow epitaxial वृद्धि फर्नेस को airflow दिशा छ। एयर इनलेट अन्त (अपस्ट्रीम) र वेफर सतह मार्फत एक लामिना प्रवाह मा डाउनस्ट्रीम छेउबाट बाहिर बग्छ; किनभने कार्बन स्रोत (C2H4) को "लग-द-वे-ह्रास" दर सिलिकन स्रोत (TCS) भन्दा बढी छ, जब वेफर घुम्छ, वेफर सतहमा वास्तविक C/Si बिस्तारै किनाराबाट घट्दै जान्छ। केन्द्र (केन्द्रमा कार्बनको स्रोत कम छ), C र N को "प्रतिस्पर्धी स्थिति सिद्धान्त" अनुसार, वेफरको केन्द्रमा डोपिङ एकाग्रता बिस्तारै किनार तिर घट्दै जान्छ। उत्कृष्ट एकाग्रता एकरूपता प्राप्त गर्नको लागि, किनारा N2 लाई एपिटेक्सियल प्रक्रियाको क्रममा क्षतिपूर्तिको रूपमा थपिएको छ केन्द्रबाट किनारमा डोपिङ एकाग्रतामा कमीलाई कम गर्न, ताकि अन्तिम डोपिङ एकाग्रता वक्रले "W" आकार प्रस्तुत गर्दछ।

2.3 एपिटेक्सियल लेयर दोषहरू

मोटाई र डोपिङ एकाग्रता को अतिरिक्त, epitaxial लेयर दोष नियन्त्रण को स्तर epitaxial wafers को गुणस्तर मापन को लागी एक कोर प्यारामिटर र epitaxial उपकरण को प्रक्रिया क्षमता को एक महत्वपूर्ण सूचक हो। यद्यपि SBD र MOSFET मा दोषहरूको लागि फरक आवश्यकताहरू छन्, अधिक स्पष्ट सतह आकारविज्ञान दोषहरू जस्तै ड्रप दोषहरू, त्रिकोण दोषहरू, गाजर दोषहरू, र धूमकेतु दोषहरू SBD र MOSFET यन्त्रहरूको लागि हत्यारा दोषहरूको रूपमा परिभाषित गरिएको छ। यी दोषहरू भएको चिप्सको विफलताको सम्भावना उच्च छ, त्यसैले किलर दोषहरूको संख्या नियन्त्रण गर्नु चिप उत्पादन सुधार गर्न र लागत घटाउनको लागि अत्यन्त महत्त्वपूर्ण छ। चित्र 5 ले 150 mm र 200 mm SiC epitaxial wafers को हत्यारा दोषहरूको वितरण देखाउँछ। C/Si अनुपातमा कुनै स्पष्ट असन्तुलन नभएको अवस्थामा, गाजर दोष र धूमकेतु दोषहरू मूल रूपमा हटाउन सकिन्छ, जबकि ड्रप दोष र त्रिकोण दोषहरू एपिटेक्सियल उपकरणको सञ्चालनको क्रममा सफाई नियन्त्रणसँग सम्बन्धित छन्, ग्रेफाइटको अशुद्धता स्तर। प्रतिक्रिया कक्षमा भागहरू, र सब्सट्रेटको गुणस्तर। तालिका 2 बाट, हामी देख्न सक्छौं कि 150 mm र 200 mm epitaxial wafers को घातक दोष घनत्व 0.3 कण/cm2 भित्र नियन्त्रण गर्न सकिन्छ, जुन समान प्रकारका उपकरणहरूको लागि उत्कृष्ट स्तर हो। 150 मिमी एपिटेक्सियल वेफरको घातक दोष घनत्व नियन्त्रण स्तर 200 मिमी एपिटेक्सियल वेफरको भन्दा राम्रो छ। यो किनभने 150 मिमी सब्सट्रेट तयारी प्रक्रिया 200 मिमी भन्दा बढी परिपक्व छ, सब्सट्रेट गुणस्तर राम्रो छ, र 150 मिमी ग्रेफाइट प्रतिक्रिया कक्ष को अशुद्धता नियन्त्रण स्तर राम्रो छ।

2.4 एपिटेक्सियल वेफर सतह खुरदरापन

चित्र 6 ले 150 mm र 200 mm SiC epitaxial wafers को सतहको AFM छविहरू देखाउँछ। चित्रबाट देख्न सकिन्छ, सतहको जराको अर्थ वर्गाकार रुफनेस Ra 150 mm र 200 mm epitaxial wafers क्रमशः 0.129 nm र 0.113 nm छ, र एपिटेक्सियल तहको सतह चिकनी छ, स्पष्ट म्याक्रो-स्टेप एग्रीगेशन बिना, जुन फेनोमेन। epitaxial तह को वृद्धि सधैं सम्पूर्ण epitaxial प्रक्रिया को समयमा स्टेप फ्लो ग्रोथ मोड कायम राख्छ, र कुनै चरण एकत्रीकरण देखा पर्दैन भनेर संकेत गर्दछ। यो देख्न सकिन्छ कि एक चिकनी सतह संग epitaxial तह अनुकूलित epitaxial वृद्धि प्रक्रिया प्रयोग गरेर 150 mm र 200 mm कम कोण सब्सट्रेट मा प्राप्त गर्न सकिन्छ।

3. निष्कर्ष

150 mm र 200 mm 4H-SiC homoepitaxial wafers सफलतापूर्वक स्व-विकसित 200 mm SiC epitaxial ग्रोथ उपकरण प्रयोग गरेर घरेलु सब्सट्रेटहरूमा तयार गरियो, र 150 mm र 200 mm को लागि उपयुक्त homoepitaxial प्रक्रिया विकसित गरियो। एपिटेक्सियल वृद्धि दर 60 μm/h भन्दा बढी हुन सक्छ। उच्च-गति एपिटाक्सी आवश्यकता पूरा गर्दा, एपिटेक्सियल वेफर गुणस्तर उत्कृष्ट छ। 150 mm र 200 mm SiC epitaxial wafers को मोटाई एकरूपता 1.5% भित्र नियन्त्रण गर्न सकिन्छ, एकाग्रता एकरूपता 3% भन्दा कम छ, घातक दोष घनत्व 0.3 कण/cm2 भन्दा कम छ, र epitaxial सतह खुरदरा मूल अर्थ वर्ग Ra हो। ०.१५ एनएम भन्दा कम। एपिटेक्सियल वेफर्सको कोर प्रक्रिया सूचकहरू उद्योगमा उन्नत स्तरमा छन्।

------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------ --------------------------------

VeTek सेमीकन्डक्टर एक पेशेवर चिनियाँ निर्माता होCVD SiC लेपित छत, CVD SiC कोटिंग नोजल, रSiC कोटिंग इनलेट रिंग।  VeTek Semiconductor अर्धचालक उद्योग को लागी विभिन्न SiC Wafer उत्पादनहरु को लागी उन्नत समाधान प्रदान गर्न प्रतिबद्ध छ।

यदि तपाइँ इच्छुक हुनुहुन्छ भने8 इन्च SiC epitaxial भट्टी र homoepitaxial प्रक्रिया, कृपया हामीलाई सिधै सम्पर्क गर्न नहिचकिचाउनुहोस्।

मोब: +86-180 6922 0752

व्हाट्सएप: +86 180 6922 0752

इमेल: anny@veteksemi.com