୨ ପରୀକ୍ଷଣିକ ଫଳାଫଳ ଏବଂ ଆଲୋଚନା
୨.୧ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରଘନତା ଏବଂ ଏକରୂପତା
ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ଘନତା, ଡୋପିଂ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଏବଂ ସମାନତା ହେଉଛି ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର୍ସର ଗୁଣବତ୍ତା ବିଚାର କରିବା ପାଇଁ ମୁଖ୍ୟ ସୂଚକ ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ। ସଠିକ୍ ଭାବରେ ନିୟନ୍ତ୍ରଣଯୋଗ୍ୟ ଘନତା, ଡୋପିଂ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଏବଂ ୱେଫର୍ ମଧ୍ୟରେ ସମାନତା ହେଉଛି କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ସ୍ଥିରତା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବାର ଚାବିକାଠି।SiC ପାୱାର ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକ, ଏବଂ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ଘନତା ଏବଂ ଡୋପିଂ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଏକରୂପତା ମଧ୍ୟ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଉପକରଣର ପ୍ରକ୍ରିୟା କ୍ଷମତା ମାପିବା ପାଇଁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଆଧାର।
ଚିତ୍ର ୩ ୧୫୦ ମିମି ଏବଂ ୨୦୦ ମିମିର ଘନତା ସମାନତା ଏବଂ ବଣ୍ଟନ ବକ୍ର ଦର୍ଶାଉଛି।SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର୍ସ। ଚିତ୍ରରୁ ଦେଖାଯାଇପାରେ ଯେ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ଘନତା ବଣ୍ଟନ ବକ୍ର ୱେଫରର କେନ୍ଦ୍ର ବିନ୍ଦୁ ବିଷୟରେ ସମତୁଲ୍ୟ। ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟ 600s, 150mm ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫରର ହାରାହାରି ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ଘନତା 10.89 um, ଏବଂ ଘନତା ଏକରୂପତା 1.05%। ଗଣନା ଅନୁସାରେ, ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ବୃଦ୍ଧି ହାର 65.3 um/h, ଯାହା ଏକ ସାଧାରଣ ଦ୍ରୁତ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସ୍ତର। ସମାନ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟ ଅଧୀନରେ, 200 mm ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫରର ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ଘନତା 10.10 um, ଘନତା ଏକରୂପତା 1.36% ମଧ୍ୟରେ, ଏବଂ ସାମଗ୍ରିକ ବୃଦ୍ଧି ହାର 60.60 um/h, ଯାହା 150 mm ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ବୃଦ୍ଧି ହାର ଅପେକ୍ଷା ସାମାନ୍ୟ କମ୍। କାରଣ ସିଲିକନ୍ ଉତ୍ସ ଏବଂ କାର୍ବନ ଉତ୍ସ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଚାମ୍ବରର ଉପରମୁହାଁରୁ ୱେଫର ପୃଷ୍ଠ ଦେଇ ଡାଉନଷ୍ଟ୍ରିମକୁ ପ୍ରବାହିତ ହେଲେ ରାସ୍ତାରେ ସ୍ପଷ୍ଟ କ୍ଷତି ହୁଏ, ଏବଂ 200 ମିମି ୱେଫର କ୍ଷେତ୍ର 150 ମିମି ଅପେକ୍ଷା ବଡ଼ ହୁଏ। ଗ୍ୟାସ 200 ମିମି ୱେଫରର ପୃଷ୍ଠ ଦେଇ ଅଧିକ ଦୂରତା ପାଇଁ ପ୍ରବାହିତ ହୁଏ, ଏବଂ ରାସ୍ତାରେ ବ୍ୟବହୃତ ଉତ୍ସ ଗ୍ୟାସ ଅଧିକ ହୁଏ। ୱେଫର ଘୂର୍ଣ୍ଣନ ଜାରି ରଖିବା ସର୍ତ୍ତରେ, ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରର ମୋଟ ଘନତା ପତଳା ହୋଇଥାଏ, ତେଣୁ ବୃଦ୍ଧି ହାର ଧୀର ହୋଇଥାଏ। ସାମଗ୍ରିକ ଭାବରେ, 150 ମିମି ଏବଂ 200 ମିମି ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫରର ଘନତା ସମାନତା ଉତ୍କୃଷ୍ଟ, ଏବଂ ଉପକରଣର ପ୍ରକ୍ରିୟା କ୍ଷମତା ଉଚ୍ଚ-ଗୁଣବତ୍ତା ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକର ଆବଶ୍ୟକତା ପୂରଣ କରିପାରିବ।
୨.୨ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ଡୋପିଂ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଏବଂ ସମାନତା
ଚିତ୍ର ୪ ଡୋପିଂ ସାନ୍ଦ୍ରତା ସମାନତା ଏବଂ 150 ମିମି ଏବଂ 200 ମିମିର ବକ୍ର ବଣ୍ଟନ ଦର୍ଶାଉଛି।SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର୍ସ. ଚିତ୍ରରୁ ଦେଖାଯାଇପାରିବ ଯେ, ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱାଫରରେ ସାନ୍ଦ୍ରତା ବଣ୍ଟନ ବକ୍ର ୱାଫରର କେନ୍ଦ୍ର ତୁଳନାରେ ସ୍ପଷ୍ଟ ସମତୁଲ୍ୟତା ରହିଛି। 150 mm ଏବଂ 200 mm ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକର ଡୋପିଂ ସାନ୍ଦ୍ରତା ସମାନତା ଯଥାକ୍ରମେ 2.80% ଏବଂ 2.66%, ଯାହାକୁ 3% ମଧ୍ୟରେ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରାଯାଇପାରିବ, ଯାହା ସମାନ ଆନ୍ତର୍ଜାତୀୟ ଉପକରଣ ପାଇଁ ଏକ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ସ୍ତର। ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରର ଡୋପିଂ ସାନ୍ଦ୍ରତା ବକ୍ର ବ୍ୟାସ ଦିଗ ସହିତ "W" ଆକାରରେ ବଣ୍ଟନ କରାଯାଏ, ଯାହା ମୁଖ୍ୟତଃ ଭୂସମାନ୍ତର ଗରମ କାନ୍ଥ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଫର୍ଣ୍ଣେସର ପ୍ରବାହ କ୍ଷେତ୍ର ଦ୍ୱାରା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରାଯାଏ, କାରଣ ଭୂସମାନ୍ତର ବାୟୁ ପ୍ରବାହ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ବୃଦ୍ଧି ଫର୍ଣ୍ଣେସର ବାୟୁ ପ୍ରବାହ ଦିଗ ବାୟୁ ପ୍ରବେଶ ଶେଷ (ଉପରଷ୍ଟ୍ରିମ) ରୁ ହୋଇଥାଏ ଏବଂ ଡାଉନଷ୍ଟ୍ରିମ୍ ପ୍ରାନ୍ତରୁ ଲାମିନାର୍ ଭାବରେ ୱାଫର ପୃଷ୍ଠ ଦେଇ ପ୍ରବାହିତ ହୁଏ; କାରଣ କାର୍ବନ ଉତ୍ସ (C2H4) ର "ଆଲଙ୍ଗ-ଦି-ୱେ ଡିପ୍ଲେସନ୍" ହାର ସିଲିକନ୍ ଉତ୍ସ (TCS) ତୁଳନାରେ ଅଧିକ, ଯେତେବେଳେ ୱାଫର ଘୂରେ, ୱାଫର ପୃଷ୍ଠରେ ପ୍ରକୃତ C/Si ଧୀରେ ଧୀରେ ଧାରରୁ କେନ୍ଦ୍ରକୁ ହ୍ରାସ ପାଏ (କେନ୍ଦ୍ରରେ କାର୍ବନ ଉତ୍ସ କମ୍), C ଏବଂ N ର "ପ୍ରତିଯୋଗିତାମୂଳକ ସ୍ଥିତି ତତ୍ତ୍ୱ" ଅନୁଯାୟୀ, ୱାଫରର କେନ୍ଦ୍ରରେ ଡୋପିଂ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଧୀରେ ଧୀରେ ଧାର ଆଡ଼କୁ ହ୍ରାସ ପାଏ, ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ସାନ୍ଦ୍ରତା ସମାନତା ପାଇବା ପାଇଁ, ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ ଧାର N2 କୁ କ୍ଷତିପୂରଣ ଭାବରେ ଯୋଡାଯାଏ ଯାହା ଦ୍ୱାରା କେନ୍ଦ୍ରରୁ ଧାର ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଡୋପିଂ ସାନ୍ଦ୍ରତା ହ୍ରାସକୁ ଧୀର କରାଯାଏ, ଯାହା ଫଳରେ ଅନ୍ତିମ ଡୋପିଂ ସାନ୍ଦ୍ରତା ବକ୍ର ଏକ "W" ଆକାର ଉପସ୍ଥାପନ କରେ।
୨.୩ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ତ୍ରୁଟି
ଘନତା ଏବଂ ଡୋପିଂ ସାନ୍ଦ୍ରତା ସହିତ, ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ତ୍ରୁଟି ନିୟନ୍ତ୍ରଣର ସ୍ତର ମଧ୍ୟ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର୍ସର ଗୁଣବତ୍ତା ମାପିବା ପାଇଁ ଏକ ମୁଖ୍ୟ ପାରାମିଟର ଏବଂ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଉପକରଣର ପ୍ରକ୍ରିୟା କ୍ଷମତାର ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ସୂଚକ। ଯଦିଓ SBD ଏବଂ MOSFET ର ତ୍ରୁଟି ପାଇଁ ଭିନ୍ନ ଆବଶ୍ୟକତା ଅଛି, ତଥାପି ଡ୍ରପ୍ ତ୍ରୁଟି, ତ୍ରିଭୁଜ ତ୍ରୁଟି, ଗାଜର ତ୍ରୁଟି, ଧୂମକେତୁ ତ୍ରୁଟି ଇତ୍ୟାଦି ସ୍ପଷ୍ଟ ପୃଷ୍ଠ ଆକୃତି ତ୍ରୁଟିକୁ SBD ଏବଂ MOSFET ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକର ହତ୍ୟାକାରୀ ତ୍ରୁଟି ଭାବରେ ପରିଭାଷିତ କରାଯାଇଛି। ଏହି ତ୍ରୁଟି ଥିବା ଚିପ୍ସର ବିଫଳତାର ସମ୍ଭାବନା ଅଧିକ, ତେଣୁ ଚିପ୍ ଉତ୍ପାଦନକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ଏବଂ ଖର୍ଚ୍ଚ ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ ହତ୍ୟାକାରୀ ତ୍ରୁଟି ସଂଖ୍ୟାକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ। ଚିତ୍ର 5 150 mm ଏବଂ 200 mm SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର୍ସର ହତ୍ୟାକାରୀ ତ୍ରୁଟି ବଣ୍ଟନ ଦର୍ଶାଉଛି। C/Si ଅନୁପାତରେ କୌଣସି ସ୍ପଷ୍ଟ ଅସନ୍ତୁଳନ ନଥିବା ସର୍ତ୍ତରେ, ଗାଜର ତ୍ରୁଟି ଏବଂ ଧୂମକେତୁ ତ୍ରୁଟି ମୂଳତଃ ଦୂର କରାଯାଇପାରିବ, ଯେତେବେଳେ ଡ୍ରପ୍ ତ୍ରୁଟି ଏବଂ ତ୍ରିଭୁଜ ତ୍ରୁଟି ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଉପକରଣର କାର୍ଯ୍ୟ ସମୟରେ ପରିଷ୍କାର ନିୟନ୍ତ୍ରଣ, ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଚାମ୍ବରରେ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଅଂଶର ଅଶୁଦ୍ଧତା ସ୍ତର ଏବଂ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ର ଗୁଣବତ୍ତା ସହିତ ଜଡିତ। ସାରଣୀ 2 ରୁ, ଏହା ଦେଖାଯାଇପାରିବ ଯେ 150 mm ଏବଂ 200 mm ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫରର ଘାତକ ତ୍ରୁଟି ଘନତା 0.3 କଣିକା/ସେମି 2 ମଧ୍ୟରେ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରାଯାଇପାରିବ, ଯାହା ସମାନ ପ୍ରକାରର ଉପକରଣ ପାଇଁ ଏକ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ସ୍ତର। 150 mm ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫରର ଘାତକ ତ୍ରୁଟି ଘନତା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ସ୍ତର 200 mm ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ଅପେକ୍ଷା ଭଲ। କାରଣ 150 mm ର ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପ୍ରକ୍ରିୟା 200 mm ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ପରିପକ୍ୱ, ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଗୁଣବତ୍ତା ଭଲ, ଏବଂ 150 mm ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଚାମ୍ବରର ଅଶୁଦ୍ଧତା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ସ୍ତର ଭଲ।
୨.୪ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱାଫର ପୃଷ୍ଠର ରୁକ୍ଷତା
ଚିତ୍ର 6 150 mm ଏବଂ 200 mm SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର୍ସର AFM ପ୍ରତିଛବି ଦେଖାଉଛି। ଚିତ୍ରରୁ ଏହା ଦେଖାଯାଇପାରେ ଯେ 150 mm ଏବଂ 200 mm ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର୍ସର ପୃଷ୍ଠ ମୂଳ ଅର୍ଥାତ୍ ବର୍ଗାକାର ରୁକ୍ଷତା Ra ଯଥାକ୍ରମେ 0.129 nm ଏବଂ 0.113 nm, ଏବଂ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରର ପୃଷ୍ଠ ସ୍ପଷ୍ଟ ମାକ୍ରୋ-ଷ୍ଟେପ୍ ଏକତ୍ରିକରଣ ଘଟଣା ବିନା ମସୃଣ। ଏହି ଘଟଣା ଦର୍ଶାଏ ଯେ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରର ବୃଦ୍ଧି ସର୍ବଦା ସମଗ୍ର ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ ଷ୍ଟେପ୍ ପ୍ରବାହ ବୃଦ୍ଧି ମୋଡ୍ ବଜାୟ ରଖେ, ଏବଂ କୌଣସି ଷ୍ଟେପ୍ ଏକତ୍ରିକରଣ ହୁଏ ନାହିଁ। ଏହା ଦେଖାଯାଇପାରେ ଯେ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ ହୋଇଥିବା ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟା ବ୍ୟବହାର କରି, 150 mm ଏବଂ 200 mm ନିମ୍ନ-କୋଣ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ରେ ମସୃଣ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ପ୍ରାପ୍ତ କରାଯାଇପାରିବ।
୩ ନିଷ୍କର୍ଷ
ସ୍ୱ-ବିକଶିତ 200 mm SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ବୃଦ୍ଧି ଉପକରଣ ବ୍ୟବହାର କରି ଘରୋଇ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ରେ 150 mm ଏବଂ 200 mm 4H-SiC ସମଜାତୀୟ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର୍ ସଫଳତାର ସହ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଇଥିଲା, ଏବଂ 150 mm ଏବଂ 200 mm ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ ସମଜାତୀୟ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ବିକଶିତ ହୋଇଥିଲା। ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାର 60 μm/h ରୁ ଅଧିକ ହୋଇପାରେ। ଉଚ୍ଚ-ଗତି ଏପିଟାକ୍ସିର ଆବଶ୍ୟକତା ପୂରଣ କରିବା ସମୟରେ, ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର୍ ଗୁଣବତ୍ତା ଉତ୍କୃଷ୍ଟ। 150 mm ଏବଂ 200 mm SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର୍ର ଘନତା ସମାନତା 1.5% ମଧ୍ୟରେ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରାଯାଇପାରିବ, ସାନ୍ଦ୍ରତା ସମାନତା 3% ରୁ କମ୍, ଘାତକ ତ୍ରୁଟି ଘନତା 0.3 କଣିକା / cm2 ରୁ କମ୍, ଏବଂ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପୃଷ୍ଠ ରୁକ୍ଷତା ମୂଳ ମଧ୍ୟମ ବର୍ଗ Ra 0.15 nm ରୁ କମ୍। ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର୍ର ମୂଳ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସୂଚକଗୁଡ଼ିକ ଶିଳ୍ପରେ ଉନ୍ନତ ସ୍ତରରେ ଅଛି।
ଉତ୍ସ: ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଶିଳ୍ପ ସ୍ୱତନ୍ତ୍ର ଉପକରଣ
ଲେଖକ: ଜି ଟିଆନଲେ, ଲି ପିଙ୍ଗ, ୟାଙ୍ଗ ୟୁ, ଗଙ୍ଗ ଜିଆଓଲିଆଙ୍ଗ, ବା ସାଇ, ଚେନ୍ ଗୁକିନ୍, ୱାନ୍ ସେଙ୍ଗକିଆଙ୍ଗ୍
(ଚାଇନା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ ଟେକ୍ନୋଲୋଜି ଗ୍ରୁପ୍ କର୍ପୋରେସନର ୪୮ତମ ଗବେଷଣା ପ୍ରତିଷ୍ଠାନ, ଚାଙ୍ଗସା, ହୁନାନ୍ ୪୧୦୧୧୧)
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ସେପ୍ଟେମ୍ବର-୦୪-୨୦୨୪