Кремний карбидинин эпитаксиалдык өстүрүүчү жабдыктарындагы оптималдаштырылган жана которулган мазмун

Кремний карбидинин (SiC) субстраттары түз иштетүүгө тоскоол болгон көптөгөн кемчиликтерге ээ. Чип пластинкаларын түзүү үчүн, эпитаксиалдык процесс аркылуу SiC субстратында белгилүү бир кристаллдуу пленканы өстүрүү керек. Бул тасма эпитаксиалдык катмар деп аталат. Дээрлик бардык SiC аппараттары эпитаксиалдык материалдарда ишке ашырылат, ал эми жогорку сапаттагы гомоэпитаксиалдык SiC материалдары SiC түзүлүшүн өнүктүрүү үчүн негиз түзөт. Эпитаксиалдык материалдардын иштеши түздөн-түз SiC аппараттарынын ишин аныктайт.

Жогорку агымдагы жана жогорку ишенимдүүлүктөгү SiC аппараттары беттин морфологиясына, дефекттин тыгыздыгына, допингдин бирдейлигине жана калыңдыгынын бирдейлигине катуу талаптарды коюшат.эпитаксиалдыкматериалдар. Чоң өлчөмдөгү, аз дефекттүү тыгыздыкка жана жогорку бир тектүү SiC эпитаксисине жетишүү SiC өнөр жайын өнүктүрүү үчүн маанилүү болуп калды.

Жогорку сапаттагы SiC эпитаксисин өндүрүү прогрессивдүү процесстерге жана жабдууларга таянат. Азыркы учурда, SiC эпитаксиалдык өсүш үчүн абдан көп колдонулган ыкма болуп саналатХимиялык буулардын катмары (CVD).CVD эпитаксиалдык пленканын калыңдыгын жана допинг концентрациясын, кемчиликтердин аз тыгыздыгын, орточо өсүү темпин жана автоматташтырылган процессти башкарууну так көзөмөлдөөнү сунуштайт, бул аны ийгиликтүү коммерциялык колдонмолор үчүн ишенимдүү технологияга айлантат.

SiC CVD эпитаксиясыкөбүнчө ысык дубал же жылуу дубал CVD жабдууларын колдонот. Жогорку өсүү температурасы (1500–1700°C) 4H-SiC кристаллдык формасынын уланышын камсыз кылат. Газ агымынын багыты менен субстрат бетинин ортосундагы байланыштын негизинде бул CVD системаларынын реакция камераларын горизонталдык жана вертикалдык түзүлүшкө бөлүүгө болот.

SiC эпитаксиалдык мештердин сапаты негизинен үч аспекти боюнча бааланат: эпитаксиалдык өсүү көрсөткүчтөрү (анын ичинде калыңдыгы, допингдин бирдейлиги, дефекттин ылдамдыгы жана өсүү темптери), жабдуулардын температуралык көрсөткүчтөрү (анын ичинде жылытуу/муздатуу ылдамдыгы, максималдуу температура жана температуранын бирдейлиги). ), жана экономикалык эффективдүүлүк (анын ичинде бирдиктин баасы жана өндүрүш кубаттуулугу).

SiC эпитаксиалдык өсүү мештеринин үч түрүнүн ортосундагы айырмачылыктар

1. Ысык дубал горизонталдуу CVD системалары:

-Өзгөчөлүктөрү:Көбүнчө бир пластинкалуу чоң өлчөмдүү өсүү системалары газдын флотациясынын айлануусу менен шартталган, бул эң сонун интра-вафель көрсөткүчүнө жетишет.

- Өкүл модели:LPE's Pe1O6, 900°Cде автоматташтырылган пластиналарды жүктөө/түшүрүүгө жөндөмдүү. Жогорку өсүү темптери, кыска эпитаксиалдык циклдер жана ырааттуу интра-ваффер жана аралык иштөөсү менен белгилүү.

-Performance:Калыңдыгы ≤30μm болгон 4-6 дюймдук 4H-SiC эпитаксиалдык пластиналар үчүн ал вафель ичиндеги калыңдыгынын бирдей эместигине ≤2%, допинг концентрациясынын бирдей эместигине ≤5%, беттик дефекттин тыгыздыгы ≤1 см-² жана кемчиликсиз жетет. бетинин аянты (2мм × 2мм клеткалар) ≥90%.

-Ата мекендик Өндүрүүчүлөр: Jingsheng Mechatronics, CETC 48, North Huachuang жана Nasset Intelligent сыяктуу компаниялар масштабдуу өндүрүш менен окшош бир пластинкалуу SiC эпитаксиалдык жабдууларды иштеп чыгышкан.

2. Жылуу дубал планеталык CVD системалары:

-Өзгөчөлүктөрү:Бир партияда бир нече пластинкалуу өсүш үчүн планетардык жайгаштыруу негиздерин колдонуңуз, бул өндүрүштүн натыйжалуулугун олуттуу жогорулатуу.

-Өкүл моделдер:Aixtronun AIXG5WWC (8x150мм) жана G10-SiC (9x150мм же 6x200мм) сериялары.

-Performance:Калыңдыгы ≤10μm болгон 6 дюймдук 4H-SiC эпитаксиалдык пластиналар үчүн ал пластиналар аралык калыңдыктын четтөөсүнө ±2,5%, вафель ичиндеги калыңдыгы бирдей эместиги 2%, пластиналар аралык допинг концентрациясынын четтөөсүнө ±5% жана вафель ичиндеги допингге жетет. концентрациясынын бирдей эместиги <2%.

-Кыйынчылыктар:Партиялык өндүрүш маалыматтарынын жоктугунан, температураны жана агымды талааны көзөмөлдөөдөгү техникалык тоскоолдуктардан жана масштабдуу ишке ашыруусуз жүрүп жаткан R&Dден улам ички рыноктордо чектелген кабыл алуу.

3. Квази ысык дубал тик CVD системалары:

- Өзгөчөлүктөрү:Чек ара катмарынын калыңдыгын азайтуу жана эпитаксиалдык өсүү темпин жакшыртуу, дефекттик башкаруунун өзгөчө артыкчылыктары менен субстраттын жогорку ылдамдыкта айлануусу үчүн тышкы механикалык жардамды колдонуңуз.

- Өкүл моделдер:Nuflare'дин жалгыз пластинкасы EPIREVOS6 жана EPIREVOS8.

-Performance:50мкм/сааттан ашкан өсүү темптерине, 0,1 см-²ден төмөн беттик дефекттин тыгыздыгын көзөмөлдөөгө жана ваффердин ичиндеги калыңдыгы менен допинг концентрациясынын бирдей эместигине 1% жана 2,6% жетет.

-Ички өнүгүү:Xingsandai жана Jingsheng Mechatronics сыяктуу компаниялар ушуга окшош жабдууларды иштеп чыгышкан, бирок масштабдуу колдонууга жетишкен эмес.

Жыйынтык

SiC эпитаксиалдык өсүү жабдыктарынын үч структуралык түрлөрүнүн ар бири өзүнчө мүнөздөмөлөргө ээ жана колдонуу талаптарынын негизинде рыноктун белгилүү сегменттерин ээлейт. Ысык дубал горизонталдуу CVD ультра тез өсүү темптерин жана тең салмактуу сапатты жана бирдейликти сунуштайт, бирок бир пластинкалуу иштетүүдөн улам өндүрүштүн натыйжалуулугун төмөндөтөт. Жылуу дубалдагы планетардык CVD өндүрүштүн натыйжалуулугун бир топ жогорулатат, бирок көп вафли ырааттуулугун көзөмөлдөөдө кыйынчылыктарга дуушар болот. Квази-ысык дубал тик CVD татаал түзүлүшү менен кемчиликтерди көзөмөлдөө боюнча мыкты жана зор тейлөө жана эксплуатациялык тажрыйбаны талап кылат.

Өнөр жай өнүгүп жаткандыктан, бул жабдуулардын структураларындагы итеративдик оптималдаштыруу жана жаңыртуу, калыңдык жана кемчилик талаптары боюнча ар кандай эпитаксиалдык пластинанын спецификацияларын канааттандырууда чечүүчү ролду ойноп, барган сайын такталган конфигурацияларга алып келет.

Ар кандай SiC эпитаксиалдык өстүрүүчү мештердин артыкчылыктары жана кемчиликтери

Өнөр жайдын үзгүлтүксүз өнүгүшү менен, жабдуулардын бул үч түрү итеративдик структуралык оптималдаштыруудан жана модернизациядан өтүп, калыңдык жана дефект талаптары боюнча ар кандай эпитаксиалдык пластинка спецификацияларына дал келген барган сайын такталган конфигурацияларга алып келет.