2 Resultata experimentalia et disputatio
2.1Stratum epitaxialecrassitudo et uniformitas
Crassitudo strati epitaxialis, concentratio medicamenti et uniformitas inter principales indices sunt ad qualitatem laminarum epitaxialium iudicandam. Crassitudo, concentratio medicamenti et uniformitas intra laminam accurate moderabiles sunt claves ad efficientiam et constantiam laminae confirmandam.Instrumenta potentiae SiC...et crassitudo strati epitaxialis et uniformitas concentrationis dopandi etiam sunt fundamenta magni momenti ad facultatem processus apparatus epitaxialis metiendam.
Figura 3 curvam uniformitatis et distributionis crassitudinis 150 mm et 200 mm ostendit.Lamellae epitaxiales SiCEx figura videri potest curvam distributionis crassitudinis strati epitaxialis symmetricam esse circa punctum medium lamellae. Tempus processus epitaxialis est 600s, crassitudo media strati epitaxialis lamellae epitaxialis 150mm est 10.89 um, et uniformitas crassitudinis est 1.05%. Per computationem, celeritas incrementi epitaxialis est 65.3 um/h, quae est typicum gradum processus epitaxialis celeris. Sub eodem tempore processus epitaxialis, crassitudo strati epitaxialis lamellae epitaxialis 200 mm est 10.10 um, uniformitas crassitudinis intra 1.36% est, et celeritas incrementi generalis est 60.60 um/h, quae est paulo minor quam celeritas incrementi epitaxialis 150 mm. Hoc fit quia manifesta iactura est per viam cum fons silicii et fons carbonis a parte superiore camerae reactionis per superficiem laminae ad partem inferiorem fluunt, et area laminae 200 mm maior est quam 150 mm. Gas per superficiem laminae 200 mm per longius spatium fluit, et gas fontis per viam consumptus maior est. Sub condicione quo lamina perpetuo rotatur, crassitudo tota strati epitaxialis tenuior est, ergo celeritas incrementi tardior est. In universum, uniformitas crassitudinis laminarum epitaxialium 150 mm et 200 mm excellens est, et facultas processus instrumentorum requisitis instrumentorum altae qualitatis satisfacere potest.
2.2 Concentratio et uniformitas dopandi strati epitaxialis
Figura 4 uniformitatem concentrationis dopandi et distributionem curvae 150 mm et 200 mm ostendit.Lamellae epitaxiales SiCUt ex figura videri potest, curva distributionis concentrationis in lamella epitaxiali symmetriam manifestam respectu centri lamellae habet. Uniformitas concentrationis dopandi in stratis epitaxialibus 150 mm et 200 mm est 2.80% et 2.66% respective, quae intra 3% regi potest, quod est gradus optimus pro similibus apparatibus internationalibus. Curva concentrationis dopandi in strato epitaxiali forma "W" secundum directionem diametri distribuitur, quae praecipue a campo fluxus fornacis epitaxialis parietis calidi horizontalis determinatur, quia directio fluxus aeris fornacis epitaxialis accretionis fluxus aeris horizontalis ab extremo introitus aeris (sursum flumen) est et ab extremo deorsum modo laminari per superficiem lamellae effluit; Quia gradus "depletionis per viam" fontis carbonis (C2H4) altior est quam fontis silicii (TCS), cum lamella rotatur, actualis proportio C/Si in superficie lamellae gradatim decrescit ab margine ad centrum (fons carbonis in centro minor est). Secundum "theoriam positionis competitivae" C et N, concentratio dopantis in centro lamellae gradatim decrescit versus marginem. Ut optima uniformitas concentrationis obtineatur, margo N2 additur ut compensatio per processum epitaxialem ad retardandum decrementum concentrationis dopantis a centro ad marginem, ita ut curva finalis concentrationis dopantis formam "W" praebeat.
2.3 Defectus strati epitaxialis
Praeter crassitudinem et concentrationem dopandi, gradus moderationis vitiorum strati epitaxialis etiam est parametrus centralis ad metiendam qualitatem laminarum epitaxialium et index magni momenti facultatis processus apparatus epitaxialis. Quamquam SBD et MOSFET diversa requisita pro vitiis habent, vitia morphologiae superficialis magis manifesta, ut vitia guttae, vitia triangularis, vitia carotae, vitia cometae, etc., ut vitia necatoria instrumentorum SBD et MOSFET definiuntur. Probabilitas defectus laminarum continentium haec vitia alta est, ergo moderatio numeri vitiorum necatorum maximi momenti est ad augendum proventum laminarum et reducendos sumptus. Figura 5 distributionem vitiorum necatorum laminarum epitaxialium SiC 150 mm et 200 mm ostendit. Sub condicione ut nulla manifesta inaequalitas in ratione C/Si sit, vitia carotae et vitia cometae fundamentaliter eliminari possunt, dum vitia guttae et vitia triangularis ad moderationem munditiae durante operatione apparatus epitaxialis, gradum impuritatis partium graphitae in camera reactionis, et qualitatem substrati pertinent. Ex Tabula II videri potest densitatem vitiorum fatalium (vel "necatorum") in laminis epitaxialibus 150 mm et 200 mm intra 0.3 particulas/cm2 regi posse, quod est gradus optimus pro eodem genere instrumentorum. Gradus moderationis densitatis vitiorum fatalium in lamina epitaxiali 150 mm melior est quam in lamina epitaxiali 200 mm. Hoc fit quia processus praeparationis substrati 150 mm maturior est quam 200 mm, qualitas substrati melior est, et gradus moderationis impuritatum camerae reactionis graphitae 150 mm melior est.
2.4 Asperitas superficiei lamellae epitaxialis
Figura VI imagines AFM superficiei laminarum epitaxialium SiC 150 mm et 200 mm ostendit. Ex figura videri potest asperitatem quadraticam mediam superficiei Ra laminarum epitaxialium 150 mm et 200 mm esse 0.129 nm et 0.113 nm respective, et superficiem strati epitaxialis esse leviter sine manifesto phaenomeno aggregationis macro-gradualis. Hoc phaenomenon demonstrat incrementum strati epitaxialis semper modum incrementi fluxus gradatim servare per totum processum epitaxialem, nullamque aggregationem gradatim fieri. Videtur, utendo processu incrementi epitaxialis optimizato, strata epitaxialia levia in substratis anguli humilis 150 mm et 200 mm obtineri posse.
3 Conclusio
Laminae epitaxiales homogeneae 4H-SiC, 150 mm et 200 mm longitudinibus, in substratis domesticis feliciter praeparatae sunt, instrumento ad epitaxim SiC 200 mm ab ipso evoluto adhibito, et processus epitaxialis homogeneus, aptus mensuris 150 mm et 200 mm, elaboratus est. Celeritas epitaxialis maior quam 60 μm/h esse potest. Dum requisitis epitaxiae celeritatis magnae satisfacit, qualitas laminae epitaxialis optima est. Uniformitas crassitudinis laminarum epitaxialium SiC 150 mm et 200 mm intra 1.5% regi potest, uniformitas concentrationis minor quam 3% est, densitas vitiorum fatalium minor quam 0.3 particulae/cm2 est, et radix quadratica media asperitatis superficiei epitaxialis Ra minor quam 0.15 nm est. Indices processus principales laminarum epitaxialium ad gradum provectum in industria perveniunt.
Fons: Instrumenta Specialia Industriae Electronicae
Author: Xie Tianle, Li Ping, Yang Yu, Gong Xiaoliang, Ba Sai, Chen Guoqin, Wan Shengqiang
(Institutum Investigationis 48 Societatis Technologiae Electronicae Sinensis, Changsha, Hunan 410111)
Tempus publicationis: IV Non. Sept. MMXXIV