၂။ စမ်းသပ်မှုရလဒ်များနှင့် ဆွေးနွေးချက်
၂.၁Epitaxial အလွှာအထူနှင့် တစ်ပြေးညီဖြစ်မှု
Epitaxial အလွှာအထူ၊ doping ပါဝင်မှုနှင့် uniformity တို့သည် epitaxial wafers များ၏ အရည်အသွေးကို ဆုံးဖြတ်ရာတွင် အဓိကညွှန်းကိန်းများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ wafer အတွင်း တိကျစွာ ထိန်းချုပ်နိုင်သော အထူ၊ doping ပါဝင်မှုနှင့် uniformity တို့သည် wafer ၏ စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ባህሪያየትကို သေချာစေရန် အဓိကသော့ချက်ဖြစ်သည်။SiC ပါဝါကိရိယာများနှင့် epitaxial အလွှာအထူနှင့် doping အာရုံစူးစိုက်မှု တစ်ပြေးညီဖြစ်မှုတို့သည်လည်း epitaxial ပစ္စည်းကိရိယာများ၏ လုပ်ငန်းစဉ်စွမ်းရည်ကို တိုင်းတာရန်အတွက် အရေးကြီးသော အခြေခံများဖြစ်သည်။
ပုံ ၃ တွင် ၁၅၀ မီလီမီတာနှင့် ၂၀၀ မီလီမီတာတို့၏ အထူတူညီမှုနှင့် ဖြန့်ဖြူးမှုမျဉ်းကွေးကို ပြသထားသည်။SiC epitaxial ဝေဖာများ။ ပုံမှ epitaxial အလွှာအထူဖြန့်ဖြူးမှုမျဉ်းကွေးသည် wafer ၏အလယ်ဗဟိုတွင် တစ်ပြေးညီဖြစ်သည်ကို မြင်နိုင်သည်။ epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်အချိန်သည် 600s ဖြစ်ပြီး 150mm epitaxial wafer ၏ပျမ်းမျှ epitaxial အလွှာအထူမှာ 10.89 um ဖြစ်ပြီး အထူတူညီမှုမှာ 1.05% ဖြစ်သည်။ တွက်ချက်မှုအရ epitaxial ကြီးထွားမှုနှုန်းမှာ 65.3 um/h ဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် ပုံမှန်မြန်ဆန်သော epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်အဆင့်ဖြစ်သည်။ တူညီသော epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်အချိန်အောက်တွင် 200 mm epitaxial wafer ၏ epitaxial အလွှာအထူမှာ 10.10 um ဖြစ်ပြီး အထူတူညီမှုမှာ 1.36% အတွင်းဖြစ်ပြီး အလုံးစုံကြီးထွားမှုနှုန်းမှာ 60.60 um/h ဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် 150 mm epitaxial ကြီးထွားမှုနှုန်းထက် အနည်းငယ်နိမ့်သည်။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ဆီလီကွန်ရင်းမြစ်နှင့် ကာဗွန်ရင်းမြစ်သည် ဓာတ်ပြုခန်း၏ အထက်ပိုင်းမှ ဝေဖာမျက်နှာပြင်မှတစ်ဆင့် ဓာတ်ပြုခန်း၏ အောက်ပိုင်းသို့ စီးဆင်းသွားသောအခါ လမ်းတစ်လျှောက်တွင် ထင်ရှားသောဆုံးရှုံးမှုရှိပြီး ၂၀၀ မီလီမီတာ ဝေဖာဧရိယာသည် ၁၅၀ မီလီမီတာထက် ပိုကြီးသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ ဓာတ်ငွေ့သည် ၂၀၀ မီလီမီတာ ဝေဖာ၏ မျက်နှာပြင်မှတစ်ဆင့် အကွာအဝေးပိုရှည်စွာ စီးဆင်းသွားပြီး လမ်းတစ်လျှောက်တွင် သုံးစွဲသော အရင်းအမြစ်ဓာတ်ငွေ့မှာ ပိုများသည်။ ဝေဖာသည် လည်ပတ်နေချိန်တွင် epitaxial အလွှာ၏ ಒಟ್ಟಾರೆအထူသည် ပိုပါးသောကြောင့် ကြီးထွားနှုန်းနှေးကွေးသည်။ အလုံးစုံပြောရလျှင် ၁၅၀ မီလီမီတာနှင့် ၂၀၀ မီလီမီတာ epitaxial ဝေဖာများ၏ အထူတူညီမှုသည် အလွန်ကောင်းမွန်ပြီး ပစ္စည်းကိရိယာများ၏ လုပ်ငန်းစဉ်စွမ်းရည်သည် အရည်အသွေးမြင့် စက်ပစ္စည်းများ၏ လိုအပ်ချက်များနှင့် ကိုက်ညီနိုင်သည်။
၂.၂ Epitaxial layer doping အာရုံစူးစိုက်မှုနှင့် တစ်ပြေးညီဖြစ်မှု
ပုံ ၄ တွင် ၁၅၀ မီလီမီတာနှင့် ၂၀၀ မီလီမီတာတို့၏ doping concentration uniformity နှင့် curve distribution ကိုပြသထားသည်။SiC epitaxial ဝေဖာများပုံမှမြင်တွေ့ရသည့်အတိုင်း epitaxial wafer ပေါ်ရှိ အာရုံစူးစိုက်မှုဖြန့်ဖြူးမှုမျဉ်းကွေးသည် wafer ၏အလယ်ဗဟိုနှင့် နှိုင်းယှဉ်လျှင် သိသာထင်ရှားသော ဆ៊ီမက်ထရီရှိသည်။ ၁၅၀ မီလီမီတာနှင့် ၂၀၀ မီလီမီတာ epitaxial အလွှာများ၏ doping အာရုံစူးစိုက်မှု တစ်ပြေးညီဖြစ်မှုသည် အသီးသီး ၂.၈၀% နှင့် ၂.၆၆% ရှိပြီး ၃% အတွင်း ထိန်းချုပ်နိုင်ပြီး ၎င်းသည် အလားတူနိုင်ငံတကာပစ္စည်းကိရိယာများအတွက် အလွန်ကောင်းမွန်သောအဆင့်ဖြစ်သည်။ epitaxial အလွှာ၏ doping အာရုံစူးစိုက်မှုမျဉ်းကွေးကို အချင်းလမ်းကြောင်းတစ်လျှောက် "W" ပုံသဏ္ဍာန်ဖြင့် ဖြန့်ဝေထားပြီး ၎င်းကို အလျားလိုက်ပူနံရံ epitaxial မီးဖို၏ စီးဆင်းမှုလယ်ကွင်းဖြင့် အဓိကဆုံးဖြတ်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် အလျားလိုက်လေစီးဆင်းမှု epitaxial ကြီးထွားမီးဖို၏ လေစီးဆင်းမှုဦးတည်ချက်သည် လေဝင်ပေါက်အဆုံး (အထက်ပိုင်း) မှဖြစ်ပြီး wafer မျက်နှာပြင်မှတစ်ဆင့် laminar ပုံစံဖြင့် အောက်ပိုင်းအဆုံးမှ စီးဆင်းသည်။ ကာဗွန်ရင်းမြစ် (C2H4) ၏ "လမ်းတစ်လျှောက်ကုန်ဆုံးမှုနှုန်း" သည် ဆီလီကွန်ရင်းမြစ် (TCS) ထက် ပိုမိုမြင့်မားသောကြောင့်၊ ဝေဖာလည်ပတ်သောအခါ၊ ဝေဖာမျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ တကယ့် C/Si သည် အစွန်းမှ အလယ်ဗဟိုသို့ တဖြည်းဖြည်းလျော့ကျသွားသည် (အလယ်ဗဟိုရှိ ကာဗွန်ရင်းမြစ်သည် နည်းပါးသည်)၊ C နှင့် N ၏ "ယှဉ်ပြိုင်မှုအနေအထားသီအိုရီ" အရ၊ ဝေဖာ၏အလယ်ဗဟိုရှိ doping အာရုံစူးစိုက်မှုသည် အစွန်းသို့ တဖြည်းဖြည်းလျော့ကျသွားပြီး၊ အာရုံစူးစိုက်မှု জন্য়ত ... জন্য়ত্য জন্য়ত্য জন্য়ত্য জন্য epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း လျော်ကြေးအဖြစ် အနား N2 ကို ထည့်သွင်းထားပြီး၊ နောက်ဆုံး doping အာရုံစူးစိုက်မှုမျဉ်းကွေးသည် "W" ပုံသဏ္ဍာန်ကို ပြသသည်။
၂.၃ Epitaxial အလွှာ ချို့ယွင်းချက်များ
အထူနှင့် doping အာရုံစူးစိုက်မှုအပြင်၊ epitaxial layer ချို့ယွင်းချက်ထိန်းချုပ်မှုအဆင့်သည် epitaxial wafers များ၏အရည်အသွေးကိုတိုင်းတာရန်အတွက် အဓိက parameter တစ်ခုဖြစ်ပြီး epitaxial ပစ္စည်းကိရိယာများ၏ လုပ်ငန်းစဉ်စွမ်းရည်၏ အရေးကြီးသောညွှန်ပြချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ SBD နှင့် MOSFET တွင် ချို့ယွင်းချက်များအတွက် မတူညီသောလိုအပ်ချက်များရှိသော်လည်း၊ drop ချို့ယွင်းချက်များ၊ တြိဂံချို့ယွင်းချက်များ၊ carrot ချို့ယွင်းချက်များ၊ comet ချို့ယွင်းချက်များစသည့် ပိုမိုထင်ရှားသော မျက်နှာပြင် morphology ချို့ယွင်းချက်များကို SBD နှင့် MOSFET စက်ပစ္စည်းများ၏ killer ချို့ယွင်းချက်များအဖြစ် သတ်မှတ်သည်။ ဤချို့ယွင်းချက်များပါရှိသော ချစ်ပ်များ၏ ပျက်ကွက်နိုင်ခြေမြင့်မားသောကြောင့် killer ချို့ယွင်းချက်များအရေအတွက်ကို ထိန်းချုပ်ခြင်းသည် ချစ်ပ်အထွက်နှုန်းတိုးတက်စေရန်နှင့် ကုန်ကျစရိတ်များကို လျှော့ချရန်အတွက် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။ ပုံ ၅ တွင် 150 mm နှင့် 200 mm SiC epitaxial wafers များ၏ killer ချို့ယွင်းချက်များဖြန့်ဖြူးမှုကို ပြသထားသည်။ C/Si အချိုးတွင် ထင်ရှားသောမညီမျှမှုမရှိသည့်အခြေအနေတွင် carrot ချို့ယွင်းချက်များနှင့် comet ချို့ယွင်းချက်များကို အခြေခံအားဖြင့် ဖယ်ရှားနိုင်ပြီး၊ drop ချို့ယွင်းချက်များနှင့် တြိဂံချို့ယွင်းချက်များသည် epitaxial ပစ္စည်းကိရိယာများလည်ပတ်စဉ် သန့်ရှင်းမှုထိန်းချုပ်မှု၊ ဓာတ်ပြုခန်းရှိ graphite အစိတ်အပိုင်းများ၏ မသန့်ရှင်းမှုအဆင့်နှင့် substrate ၏အရည်အသွေးတို့နှင့် ဆက်စပ်နေသည်။ ဇယား ၂ မှကြည့်လျှင် ၁၅၀ မီလီမီတာနှင့် ၂၀၀ မီလီမီတာ epitaxial wafers များ၏ killer defect density ကို 0.3 particles/cm2 အတွင်း ထိန်းချုပ်နိုင်ကြောင်း တွေ့မြင်နိုင်ပြီး ၎င်းသည် တူညီသော အမျိုးအစား ပစ္စည်းကိရိယာအတွက် အလွန်ကောင်းမွန်သော အဆင့်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ၁၅၀ မီလီမီတာ epitaxial wafer ၏ fatal defect density control level သည် ၂၀၀ မီလီမီတာ epitaxial wafer ထက် ပိုကောင်းပါသည်။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၁၅၀ မီလီမီတာ၏ substrate ပြင်ဆင်မှု လုပ်ငန်းစဉ်သည် ၂၀၀ မီလီမီတာထက် ပိုမိုရင့်ကျက်ပြီး substrate အရည်အသွေး ပိုကောင်းကာ ၁၅၀ မီလီမီတာ graphite reaction chamber ၏ impurity control level ပိုကောင်းသောကြောင့် ဖြစ်သည်။
၂.၄ Epitaxial wafer မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှု
ပုံ ၆ တွင် ၁၅၀ မီလီမီတာနှင့် ၂၀၀ မီလီမီတာ SiC epitaxial wafers များ၏ မျက်နှာပြင်၏ AFM ပုံများကို ပြသထားသည်။ ပုံမှ ၁၅၀ မီလီမီတာနှင့် ၂၀၀ မီလီမီတာ epitaxial wafers များ၏ မျက်နှာပြင် root mean square roughness Ra သည် အသီးသီး 0.129 nm နှင့် 0.113 nm ဖြစ်ကြောင်း မြင်နိုင်ပြီး epitaxial layer ၏ မျက်နှာပြင်သည် macro-step aggregation ဖြစ်စဉ်မရှိဘဲ ချောမွေ့သည်။ ဤဖြစ်စဉ်အရ epitaxial layer ၏ ကြီးထွားမှုသည် epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်တစ်လျှောက်လုံးတွင် step flow growth mode ကို အမြဲထိန်းသိမ်းထားပြီး step aggregation မဖြစ်ပေါ်ကြောင်း ပြသသည်။ အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ထားသော epitaxial growth လုပ်ငန်းစဉ်ကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် ချောမွေ့သော epitaxial layer များကို ၁၅၀ မီလီမီတာနှင့် ၂၀၀ မီလီမီတာ low-angle substrates များတွင် ရရှိနိုင်သည်ကို မြင်နိုင်သည်။
၃။ နိဂုံးချုပ်
၁၅၀ မီလီမီတာနှင့် ၂၀၀ မီလီမီတာ 4H-SiC တစ်သားတည်း epitaxial wafers များကို ကိုယ်တိုင်တီထွင်ထားသော ၂၀၀ မီလီမီတာ SiC epitaxial ကြီးထွားမှုပစ္စည်းကိရိယာများကို အသုံးပြု၍ ပြည်တွင်းအလွှာများတွင် အောင်မြင်စွာပြင်ဆင်ခဲ့ပြီး ၁၅၀ မီလီမီတာနှင့် ၂၀၀ မီလီမီတာအတွက် သင့်လျော်သော တစ်သားတည်း epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်ကို တီထွင်ခဲ့သည်။ epitaxial ကြီးထွားမှုနှုန်းသည် ၆၀ μm/h ထက်ပိုမိုမြင့်မားနိုင်သည်။ မြန်နှုန်းမြင့် epitaxy လိုအပ်ချက်နှင့် ကိုက်ညီသော်လည်း epitaxial wafer အရည်အသွေးသည် အလွန်ကောင်းမွန်သည်။ ၁၅၀ မီလီမီတာနှင့် ၂၀၀ မီလီမီတာ SiC epitaxial wafers များ၏ အထူတူညီမှုကို ၁.၅% အတွင်း ထိန်းချုပ်နိုင်ပြီး၊ အာရုံစူးစိုက်မှုတူညီမှုသည် ၃% ထက်နည်းပြီး အသက်အန္တရာယ်ရှိသော ချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းဆသည် ၀.၃ အမှုန်/cm2 ထက်နည်းပြီး epitaxial မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှု root mean square Ra သည် ၀.၁၅ nm ထက်နည်းသည်။ epitaxial wafers များ၏ အဓိကလုပ်ငန်းစဉ်ညွှန်းကိန်းများသည် စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် အဆင့်မြင့်အဆင့်တွင်ရှိသည်။
ရင်းမြစ်: အီလက်ထရွန်းနစ်လုပ်ငန်း အထူးပစ္စည်းကိရိယာ
ရေးသားသူ- Xie Tianle၊ Li Ping၊ Yang Yu၊ Gong Xiaoliang၊ Ba Sai၊ Chen Guoqin၊ Wan Shengqiang
(၄၈ ကြိမ်မြောက် တရုတ်အီလက်ထရွန်းနစ်နည်းပညာအုပ်စုကော်ပိုရေးရှင်း သုတေသနအင်စတီကျု၊ ချန်ရှာ၊ ဟူနန် ၄၁၀၁၁၁)
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၄ ခုနှစ်၊ စက်တင်ဘာလ ၄ ရက်