2 Zotsatira za kuyesa ndi kukambirana
2.1Gawo la Epitaxialmakulidwe ndi kufanana
Kukhuthala kwa Epitaxial layer, kuchuluka kwa doping ndi kufanana ndi chimodzi mwa zizindikiro zazikulu zowunikira ubwino wa epitaxial wafers. Kukhuthala koyenera kulamulidwa, kuchuluka kwa doping ndi kufanana mkati mwa wafer ndi chinsinsi chotsimikizira magwiridwe antchito ndi kusinthasintha kwaZipangizo zamagetsi za SiC, ndi makulidwe a epitaxial layer ndi kufanana kwa doping concentration ndi maziko ofunikira poyesa kuthekera kwa njira ya zida za epitaxial.
Chithunzi 3 chikuwonetsa kufanana kwa makulidwe ndi kagawidwe ka 150 mm ndi 200 mmMa wafer a SiC epitaxial. Kuchokera pachithunzichi, zitha kuwoneka kuti kalembedwe ka epitaxial layer distribution curve ndi kofanana ndi pakati pa wafer. Nthawi ya epitaxial process ndi 600s, makulidwe apakati a epitaxial layer a 150mm epitaxial wafer ndi 10.89 um, ndipo makulidwe ofanana ndi 1.05%. Powerengera, kuchuluka kwa epitaxial kukula ndi 65.3 um/h, komwe ndi mulingo wamba wachangu wa epitaxial process. Pansi pa nthawi yomweyo ya epitaxial process, makulidwe a epitaxial layer a 200 mm epitaxial wafer ndi 10.10 um, kufanana kwa makulidwe kuli mkati mwa 1.36%, ndipo kuchuluka konse kwa kukula ndi 60.60 um/h, komwe kuli kocheperako pang'ono kuposa kuchuluka kwa kukula kwa epitaxial kwa 150 mm. Izi zili choncho chifukwa chakuti pamakhala kutayika koonekeratu panjira pamene gwero la silicon ndi gwero la kaboni zikuyenda kuchokera pamwamba pa chipinda chochitirapo kanthu kudzera pamwamba pa wafer kupita pansi pa chipinda chochitirapo kanthu, ndipo malo a wafer a 200 mm ndi akulu kuposa 150 mm. Mpweya umadutsa pamwamba pa wafer wa 200 mm kwa mtunda wautali, ndipo mpweya wochokera womwe umagwiritsidwa ntchito panjira ndi wochulukirapo. Ngati wafer ikupitiriza kuzungulira, makulidwe onse a epitaxial layer ndi ochepa, kotero liwiro la kukula limachepa. Ponseponse, kufanana kwa makulidwe a 150 mm ndi 200 mm epitaxial wafers ndi kwabwino kwambiri, ndipo mphamvu ya zidazo imatha kukwaniritsa zofunikira za zipangizo zapamwamba.
2.2 Kuchuluka kwa doping ndi kufanana kwa epitaxial layer
Chithunzi 4 chikuwonetsa kufanana kwa kuchuluka kwa doping ndi kufalikira kwa ma curve a 150 mm ndi 200 mmMa wafer a SiC epitaxialMonga momwe chithunzichi chikusonyezera, kalembedwe ka kugawa kwa kuchuluka kwa mpweya pa wafer ya epitaxial kamakhala kofanana kwambiri poyerekeza ndi pakati pa wafer. Kufanana kwa kuchuluka kwa doping kwa zigawo za epitaxial za 150 mm ndi 200 mm ndi 2.80% ndi 2.66% motsatana, zomwe zitha kulamulidwa mkati mwa 3%, zomwe ndi mulingo wabwino kwambiri pazida zofanana zapadziko lonse lapansi. Kalembedwe ka doping ka gawo la epitaxial kamagawidwa mu mawonekedwe a "W" motsatira njira ya m'mimba mwake, komwe kumatsimikiziridwa makamaka ndi gawo la kuyenda kwa ng'anjo ya epitaxial yotenthedwa, chifukwa njira ya mpweya wa ng'anjo ya epitaxial yokulirapo ya mpweya imachokera kumapeto kwa mpweya (kumtunda) ndipo imatuluka kuchokera kumapeto kwa mtsinje mwanjira ya laminar kudzera pamwamba pa wafer; chifukwa kuchuluka kwa "kuchepa kwa mpweya" kwa gwero la kaboni (C2H4) kumakhala kokwera kuposa kwa gwero la silicon (TCS), pamene wafer ikuzungulira, C/Si yeniyeni pamwamba pa wafer imachepa pang'onopang'ono kuchokera m'mphepete kupita pakati (gwero la kaboni pakati ndi lochepa), malinga ndi "lingaliro la mpikisano" la C ndi N, kuchuluka kwa doping pakati pa wafer kumachepa pang'onopang'ono kupita m'mphepete, kuti pakhale kufanana kwabwino kwambiri kwa concentration, m'mphepete mwa N2 imawonjezedwa ngati chipukuta misozi panthawi ya epitaxial kuti ichepetse kuchepa kwa doping kuchokera pakati kupita m'mphepete, kotero kuti doping concentration curve yomaliza iwonetse mawonekedwe a "W".
2.3 Zolakwika za Epitaxial layer
Kuwonjezera pa makulidwe ndi kuchuluka kwa doping, mulingo wa epitaxial layer defect control ndi gawo lofunika kwambiri poyesa ubwino wa epitaxial wafers komanso chizindikiro chofunikira cha mphamvu ya zipangizo za epitaxial. Ngakhale kuti SBD ndi MOSFET zili ndi zofunikira zosiyana pa zolakwika, zolakwika zomwe zimawonekera bwino pamwamba monga madontho a madontho, madontho a triangle, madontho a karoti, madontho a comet, ndi zina zotero zimatanthauzidwa ngati madontho a killer a zipangizo za SBD ndi MOSFET. Kuthekera kwa ma chips omwe ali ndi madonthowa kulephera ndi kwakukulu, kotero kuwongolera chiwerengero cha madontho a killer ndikofunikira kwambiri pakukweza phindu la chip ndikuchepetsa ndalama. Chithunzi 5 chikuwonetsa kufalikira kwa madontho a killer a 150 mm ndi 200 mm SiC epitaxial wafers. Pokhapokha ngati palibe kusalingana koonekeratu mu chiŵerengero cha C/Si, madontho a karoti ndi madontho a comet amatha kuchotsedwa, pomwe madontho a madontho ndi madontho a triangle akugwirizana ndi kuwongolera ukhondo panthawi yogwiritsira ntchito zipangizo za epitaxial, kuchuluka kwa kuipitsidwa kwa zigawo za graphite mu chipinda choyankhira, ndi mtundu wa substrate. Kuchokera pa Gome 2, zitha kuwoneka kuti kuchuluka kwa zolakwika kwa ma wafer a epitaxial a 150 mm ndi 200 mm kumatha kulamulidwa mkati mwa tinthu ta 0.3/cm2, zomwe ndi mulingo wabwino kwambiri pazida zamtundu womwewo. Mulingo wolamulira kuchuluka kwa zolakwika wa wafer wa epitaxial wa 150 mm ndi wabwino kuposa wa wafer wa epitaxial wa 200 mm. Izi zili choncho chifukwa njira yokonzekera substrate ya 150 mm ndi yokhwima kuposa ya 200 mm, mtundu wa substrate ndi wabwino, ndipo mulingo wolamulira zodetsa wa chipinda cha graphite reaction cha 150 mm ndi wabwino.
2.4 Kusakhazikika kwa pamwamba pa epitaxial wafer
Chithunzi 6 chikuwonetsa zithunzi za AFM za pamwamba pa ma wafer a epitaxial a 150 mm ndi 200 mm SiC. Kuchokera pachithunzichi, mizu ya pamwamba imatanthauza kuuma kwa Ra kwa ma wafer a epitaxial a 150 mm ndi 200 mm ndi 0.129 nm ndi 0.113 nm motsatana, ndipo pamwamba pa epitaxial layer ndi yosalala popanda kudziwika bwino kwa macro-step aggregation. Chochitikachi chikuwonetsa kuti kukula kwa epitaxial layer nthawi zonse kumasunga njira yokulira ya step flow panthawi yonse ya epitaxial, ndipo palibe kusonkhana kwa step komwe kumachitika. Zitha kuwoneka kuti pogwiritsa ntchito njira yokulira ya epitaxial yabwino, zigawo zosalala za epitaxial zitha kupezeka pa ma substrates otsika a 150 mm ndi 200 mm.
3 Mapeto
Ma wafer a epitaxial a 150 mm ndi 200 mm 4H-SiC ofanana anakonzedwa bwino pazipinda zapakhomo pogwiritsa ntchito zipangizo zokulitsa za 200 mm SiC epitaxial zomwe zinadzipangira zokha, ndipo njira yofanana ya epitaxial yoyenera 150 mm ndi 200 mm inapangidwa. Kuchuluka kwa kukula kwa epitaxial kumatha kukhala kopitilira 60 μm/h. Ngakhale kukwaniritsa zofunikira za epitaxy yothamanga kwambiri, khalidwe la epitaxial wafer ndi labwino kwambiri. Kufanana kwa makulidwe a ma wafer a 150 mm ndi 200 mm SiC epitaxial kumatha kulamulidwa mkati mwa 1.5%, kufanana kwa kuchuluka kwake ndi kochepera 3%, kuchuluka kwa chilema chopha ndi kochepera 0.3 particles/cm2, ndipo mizu ya epitaxial pamwamba pa roughness mean square Ra ndi yochepera 0.15 nm. Zizindikiro zazikulu za ma wafer a epitaxial zili pamlingo wapamwamba kwambiri mumakampani.
Chitsime: Zipangizo Zapadera Zamakampani Amagetsi
Wolemba: Xie Tianle, Li Ping, Yang Yu, Gong Xiaoliang, Ba Sai, Chen Guoqin, Wan Shengqiang
(Institute ya 48th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Changsha, Hunan 410111)
Nthawi yotumizira: Sep-04-2024