2 Toraidhean deuchainneach agus deasbad
2.1Sreath epitaxialtiughas agus aonfhoirmeachd
Tha tiughas an t-sreath epitaxial, dùmhlachd doping agus cunbhalachd nam measg nan comharran as cudromaiche airson càileachd wafers epitaxial a mheasadh. Tha tiughas, dùmhlachd doping agus cunbhalachd a ghabhas smachdachadh gu ceart taobh a-staigh a’ wafer na phrìomh rud airson dèanamh cinnteach à coileanadh agus cunbhalachd.Innealan cumhachd SiC, agus tha tiughas an t-sreath epitaxial agus aonfhoirmeachd dùmhlachd dopaidh cuideachd nan bunaitean cudromach airson comas pròiseis uidheamachd epitaxial a thomhas.
Tha Figear 3 a’ sealltainn lùb co-ionannachd agus cuairteachaidh an tighead aig 150 mm agus 200 mmUibheagan epitaxial SiCChithear bhon fhigear gu bheil lùb sgaoilidh tighead an t-sreath epitaxial co-chothromach mu phuing meadhanach an uaif. Tha an ùine pròiseis epitaxial 600s, tha tighead cuibheasach an t-sreath epitaxial den uaif epitaxial 150mm 10.89 um, agus tha an aonachd tighead 1.05%. A rèir àireamhachadh, tha an ìre fàis epitaxial 65.3 um/h, a tha na ìre pròiseas epitaxial luath àbhaisteach. Fon aon ùine pròiseis epitaxial, tha tighead an t-sreath epitaxial den uaif epitaxial 200 mm 10.10 um, tha an aonachd tighead taobh a-staigh 1.36%, agus tha an ìre fàis iomlan 60.60 um/h, a tha beagan nas ìsle na an ìre fàis epitaxial 150 mm. Tha seo air sgàth gu bheil call follaiseach ann air an t-slighe nuair a bhios an stòr silicon agus an stòr gualain a’ sruthadh bho uachdar an t-seòmair ath-bhualadh tro uachdar an uaifir chun an t-sìos bhon t-seòmar ath-bhualadh, agus tha farsaingeachd an uaifir 200 mm nas motha na an 150 mm. Bidh an gas a’ sruthadh tro uachdar an uaifir 200 mm airson astar nas fhaide, agus tha an gas tùsail a thèid a chaitheamh air an t-slighe nas motha. Fo chumha gu bheil an t-uaifir a’ cumail a’ rothladh, tha tiughas iomlan an t-sreath epitaxial nas taine, agus mar sin tha an ìre fàis nas slaodaiche. Gu h-iomlan, tha cunbhalachd tiugh uafairean epitaxial 150 mm agus 200 mm sàr-mhath, agus faodaidh comas pròiseas an uidheamachd coinneachadh ri riatanasan innealan àrd-inbhe.
2.2 Dùmhlachd agus co-ionannachd dopadh sreath epitaxial
Tha Figear 4 a’ sealltainn co-ionannachd dùmhlachd dopaidh agus sgaoileadh lùb 150 mm agus 200 mmUibheagan epitaxial SiCMar a chithear bhon fhigear, tha co-chothromachd follaiseach aig lùb cuairteachaidh dùmhlachd air a’ chliath epitaxial an coimeas ri meadhan a’ chliath. Tha co-ionannachd dùmhlachd doping nan sreathan epitaxial 150 mm agus 200 mm 2.80% agus 2.66% fa leth, agus faodar smachd a chumail air seo taobh a-staigh 3%, agus tha sin na ìre sàr-mhath airson uidheamachd eadar-nàiseanta coltach ris. Tha lùb dùmhlachd doping an t-sreath epitaxial air a sgaoileadh ann an cumadh “W” air feadh an t-slighe trast-thomhas, a tha air a dhearbhadh sa mhòr-chuid le raon sruthadh an fhùirneis epitaxial balla teth chòmhnard, leis gu bheil stiùireadh sruth-adhair an fhùirneis fàis epitaxial sruth-adhair chòmhnard bhon cheann in-ghabhail adhair (suas an abhainn) agus a’ sruthadh a-mach bhon cheann sìos an abhainn ann an dòigh laminar tro uachdar a’ chliath; leis gu bheil an ìre "crìonadh air an t-slighe" den stòr gualain (C2H4) nas àirde na an ìre den stòr silicon (TCS), nuair a bhios an wafer a’ tionndadh, bidh an fhìor C / Si air uachdar an wafer a’ lùghdachadh mean air mhean bhon oir chun an ionaid (tha an stòr gualain sa mheadhan nas lugha), a rèir "teòiridh suidheachadh farpaiseach" C agus N, bidh dùmhlachd doping ann am meadhan an wafer a’ lùghdachadh mean air mhean a dh’ ionnsaigh an oir, gus cunbhalachd dùmhlachd sàr-mhath fhaighinn, thèid an oir N2 a chur ris mar dhìoladh rè a’ phròiseas epitaxial gus an lùghdachadh ann an dùmhlachd doping bhon mheadhan chun oir a dhèanamh nas slaodaiche, gus am bi cumadh "W" air a’ lùb dùmhlachd doping mu dheireadh.
2.3 Easbhaidhean sreath epitaxial
A bharrachd air tiugh agus dùmhlachd dopaidh, tha ìre smachd lochdan sreath epitaxial cuideachd na phrìomh pharaimeadar airson càileachd wafers epitaxial a thomhas agus na chomharradh cudromach air comas pròiseas uidheamachd epitaxial. Ged a tha riatanasan eadar-dhealaichte aig SBD agus MOSFET airson lochdan, tha na lochdan morf-eòlas uachdar as follaisiche leithid lochdan boinne, lochdan triantan, lochdan currain, lochdan comet, msaa. air am mìneachadh mar lochdan marbhtach innealan SBD agus MOSFET. Tha coltachd fàilligeadh sliseagan anns a bheil na lochdan sin àrd, agus mar sin tha smachd a chumail air an àireamh de lochdan marbhtach air leth cudromach airson toradh sliseagan a leasachadh agus cosgaisean a lughdachadh. Tha Figear 5 a’ sealltainn sgaoileadh lochdan marbhtach wafers epitaxial SiC 150 mm agus 200 mm. Fo chumha nach eil mì-chothromachadh follaiseach anns a’ cho-mheas C / Si, faodar lochdan currain agus lochdan comet a thoirt air falbh gu ìre mhòr, agus tha lochdan boinne agus lochdan triantan co-cheangailte ri smachd glanaidh rè obrachadh uidheamachd epitaxial, ìre neo-ghlainead phàirtean grafait anns an t-seòmar ath-bhualadh, agus càileachd an t-substrate. Bho Chlàr 2, chithear gum faodar dùmhlachd locht marbhtach sliseagan epitaxial 150 mm agus 200 mm a smachdachadh taobh a-staigh 0.3 mìrean/cm2, agus is e sin ìre sàr-mhath airson an aon seòrsa uidheamachd. Tha ìre smachd dùmhlachd locht marbhtach sliseag epitaxial 150 mm nas fheàrr na sliseag epitaxial 200 mm. Tha seo air sgàth gu bheil pròiseas ullachaidh an t-substrate aig 150 mm nas aibidh na aig 200 mm, gu bheil càileachd an t-substrate nas fheàrr, agus gu bheil ìre smachd neo-ghlainead seòmar freagairt grafait 150 mm nas fheàrr.
2.4 Garbh-chruth uachdar na wafer epitaxial
Tha Figear 6 a’ sealltainn nan ìomhaighean AFM de uachdar sliseagan epitaxial SiC 150 mm agus 200 mm. Chithear bhon fhigear gu bheil garbh-cheàrnag meadhanach freumhach uachdar Ra de sliseagan epitaxial 150 mm agus 200 mm 0.129 nm agus 0.113 nm fa leth, agus gu bheil uachdar an t-sreath epitaxial rèidh gun iongantas cruinneachaidh macro-cheum follaiseach. Tha an iongantas seo a’ sealltainn gu bheil fàs an t-sreath epitaxial an-còmhnaidh a’ cumail suas modh fàis sruth-cheum rè a’ phròiseas epitaxial gu lèir, agus nach eil cruinneachadh ceum sam bith a’ tachairt. Chithear, le bhith a’ cleachdadh a’ phròiseas fàis epitaxial leasaichte, gum faighear sreathan epitaxial rèidh air bun-stuthan ceàrn ìosal 150 mm agus 200 mm.
3 Co-dhùnadh
Chaidh na wafers epitaxial aon-ghnèitheach 4H-SiC 150 mm agus 200 mm ullachadh gu soirbheachail air bun-stuthan dachaigheil a’ cleachdadh an uidheamachd fàis epitaxial SiC 200 mm a chaidh a leasachadh leotha fhèin, agus chaidh am pròiseas epitaxial aon-ghnèitheach a bha freagarrach airson 150 mm agus 200 mm a leasachadh. Faodaidh an ìre fàis epitaxial a bhith nas àirde na 60 μm/h. Fhad ‘s a tha e a’ coinneachadh ris an riatanas epitaxy àrd-astar, tha càileachd nan wafers epitaxial sàr-mhath. Faodar cunbhalachd tighead nan wafers epitaxial SiC 150 mm agus 200 mm a smachdachadh taobh a-staigh 1.5%, tha an cunbhalachd dùmhlachd nas lugha na 3%, tha dùmhlachd an locht marbhtach nas lugha na 0.3 mìrean/cm2, agus tha freumh meadhanach ceàrnagach garbh uachdar epitaxial Ra nas lugha na 0.15 nm. Tha prìomh chomharran pròiseas nan wafers epitaxial aig an ìre adhartach sa ghnìomhachas.
Stòr: Uidheam Sònraichte Gnìomhachas Dealanach
Ùghdar: Xie Tianle, Li Ping, Yang Yu, Gong Xiaoliang, Ba Sai, Chen Guoqin, Wan Shengqiang
(48mh Institiud Rannsachaidh Buidheann Teicneòlais Leictreonaic Shìona, Changsha, Hunan 410111)
Àm puist: Sultain-04-2024