هن وقت، SiC انڊسٽري 150 ملي ميٽر (6 انچ) کان 200 ملي ميٽر (8 انچ) ۾ تبديل ٿي رهي آهي. صنعت ۾ وڏي سائيز، اعليٰ معيار جي SiC هوميوپيٽڪسيل ويفرز جي فوري گهرج کي پورو ڪرڻ لاءِ، 150 ملي ميٽر ۽ 200 ملي ميٽر4H-SiC هوميوپيٽڪسيل ويفرزآزاد طور تي ترقي يافته 200mm SiC ايپيٽڪسيل واڌ جي سامان جي استعمال سان گهريلو سبسٽريٽ تي ڪاميابي سان تيار ڪيا ويا. 150mm ۽ 200mm لاءِ موزون هڪ هوميوپيٽڪسيل عمل تيار ڪيو ويو، جنهن ۾ ايپيٽڪسيل واڌ جي شرح 60um/h کان وڌيڪ ٿي سگهي ٿي. تيز رفتار ايپيٽڪسي کي پورو ڪندي، ايپيٽڪسيل ويفر معيار شاندار آهي. 150 ملي ميٽر ۽ 200 ملي ميٽر جي ٿولهه جي هڪجهڙائي.سي سي ايپيٽيڪسيل ويفرز1.5٪ اندر ڪنٽرول ڪري سگهجي ٿو، ڪنسنٽريشن يونيفارم 3٪ کان گهٽ آهي، موتمار خرابي جي کثافت 0.3 ذرات/cm2 کان گهٽ آهي، ۽ ايپيٽيڪسيل مٿاڇري جي خرابي روٽ جو مطلب چورس Ra 0.15nm کان گهٽ آهي، ۽ سڀئي بنيادي عمل اشارا صنعت جي ترقي يافته سطح تي آهن.
سلڪون ڪاربائيڊ (SiC)ٽئين نسل جي سيمي ڪنڊڪٽر مواد جي نمائندن مان هڪ آهي. ان ۾ اعليٰ بريڪ ڊائون فيلڊ طاقت، بهترين حرارتي چالکائي، وڏي اليڪٽران سنترپتي ڊرفٽ ويلوسيٽي، ۽ مضبوط تابڪاري مزاحمت جون خاصيتون آهن. ان پاور ڊوائيسز جي توانائي پروسيسنگ جي صلاحيت کي تمام گهڻو وڌايو آهي ۽ ايندڙ نسل جي پاور اليڪٽرانڪ سامان جي سروس گهرجن کي پورو ڪري سگهي ٿو جيڪي اعليٰ طاقت، ننڍي سائيز، اعليٰ گرمي پد، اعليٰ تابڪاري ۽ ٻين انتهائي حالتن سان ڊوائيسز لاءِ آهن. اهو جڳهه گهٽائي سگهي ٿو، بجلي جي استعمال کي گهٽائي سگهي ٿو ۽ ٿڌي گهرجن کي گهٽائي سگهي ٿو. ان نئين توانائي گاڏين، ريل ٽرانسپورٽ، سمارٽ گرڊ ۽ ٻين شعبن ۾ انقلابي تبديليون آنديون آهن. تنهن ڪري، سلڪون ڪاربائيڊ سيمي ڪنڊڪٽرز کي مثالي مواد طور تسليم ڪيو ويو آهي جيڪو ايندڙ نسل جي اعليٰ طاقت واري پاور اليڪٽرانڪ ڊوائيسز جي اڳواڻي ڪندو. تازن سالن ۾، ٽئين نسل جي سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري جي ترقي لاءِ قومي پاليسي سپورٽ جي مهرباني، 150 ملي ميٽر سي سي ڊيوائس انڊسٽري سسٽم جي تحقيق ۽ ترقي ۽ تعمير بنيادي طور تي چين ۾ مڪمل ڪئي وئي آهي، ۽ صنعتي زنجير جي سيڪيورٽي کي بنيادي طور تي ضمانت ڏني وئي آهي. تنهن ڪري، صنعت جو ڌيان بتدريج قيمت ڪنٽرول ۽ ڪارڪردگي بهتري ڏانهن منتقل ٿي ويو آهي. جيئن جدول 1 ۾ ڏيکاريل آهي، 150 ملي ميٽر جي مقابلي ۾، 200 ملي ميٽر SiC ۾ ڪنڊ استعمال جي شرح وڌيڪ آهي، ۽ سنگل ويفر چپس جي پيداوار کي تقريباً 1.8 ڀيرا وڌائي سگهجي ٿو. ٽيڪنالاجي جي پختگي کان پوءِ، هڪ چپ جي پيداوار جي قيمت 30 سيڪڙو گهٽائي سگهجي ٿي. 200 ملي ميٽر جي ٽيڪنالاجي ڪاميابي "خرچ گهٽائڻ ۽ ڪارڪردگي وڌائڻ" جو هڪ سڌو ذريعو آهي، ۽ اهو منهنجي ملڪ جي سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري لاءِ "متوازي هلائڻ" يا "ليڊ" تائين به اهم آهي.
سي ڊوائيس جي عمل کان مختلف،سي سي سيمڪنڊڪٽر پاور ڊوائيسزاهي سڀ پروسيس ٿيل آهن ۽ ايپيٽڪسيل پرتن سان بنياد جي طور تي تيار ڪيا ويا آهن. ايپيٽڪسيل ويفرز سي آءِ سي پاور ڊوائيسز لاءِ ضروري بنيادي مواد آهن. ايپيٽڪسيل پرت جو معيار سڌو سنئون ڊوائيس جي پيداوار جو تعين ڪري ٿو، ۽ ان جي قيمت چپ جي پيداوار جي قيمت جو 20٪ آهي. تنهن ڪري، ايپيٽڪسيل واڌ سي آءِ سي پاور ڊوائيسز ۾ هڪ ضروري وچولي ڪڙي آهي. ايپيٽڪسيل پروسيس ليول جي مٿئين حد ايپيٽڪسيل سامان ذريعي طئي ڪئي ويندي آهي. هن وقت، چين ۾ 150 ملي ميٽر ايس آءِ سي ايپيٽڪسيل سامان جي لوڪلائيزيشن ڊگري نسبتاً وڌيڪ آهي، پر ساڳئي وقت 200 ملي ميٽر جو مجموعي لي آئوٽ بين الاقوامي سطح کان پوئتي آهي. تنهن ڪري، گهريلو ٽئين نسل جي سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري جي ترقي لاءِ وڏي سائيز، اعليٰ معيار جي ايپيٽڪسيل مواد جي پيداوار جي فوري ضرورتن ۽ رڪاوٽ جي مسئلن کي حل ڪرڻ لاءِ، هي پيپر منهنجي ملڪ ۾ ڪاميابي سان ترقي ڪيل 200 ملي ميٽر ايس آءِ سي ايپيٽڪسيل سامان متعارف ڪرائي ٿو، ۽ ايپيٽڪسيل عمل جو مطالعو ڪري ٿو. پروسيس جي درجه حرارت، ڪيريئر گيس جي وهڪري جي شرح، C/Si تناسب، وغيره جهڙن پروسيس جي پيرا ميٽرز کي بهتر ڪرڻ سان، ڪنسنٽريشن يونفارمي <3٪، ٿولهه غير يونفارمي <1.5٪، رفنس Ra <0.2 nm ۽ موتمار خرابي جي کثافت <0.3 اناج/cm2 150 ملي ميٽر ۽ 200 ملي ميٽر SiC ايپيٽيڪسيل ويفرز آزاد طور تي ترقي يافته 200 ملي ميٽر سلڪون ڪاربائيڊ ايپيٽيڪسيل فرنس سان حاصل ڪيا ويندا آهن. سامان جي عمل جي سطح اعلي معيار جي SiC پاور ڊوائيس تيار ڪرڻ جي ضرورتن کي پورو ڪري سگهي ٿي.
1 تجربو
1.1 جو اصولسي سي ايپيٽيڪسيلعمل
4H-SiC هوموپيٽيڪسيل واڌ جي عمل ۾ بنيادي طور تي 2 اهم مرحلا شامل آهن، يعني، 4H-SiC سبسٽريٽ جي اعليٰ درجه حرارت واري ان-سيٽو ايچنگ ۽ هڪجهڙائي واري ڪيميائي بخار جمع ڪرڻ وارو عمل. سبسٽريٽ ان-سيٽو ايچنگ جو بنيادي مقصد ويفر پالش ڪرڻ، باقي پالش ڪرڻ واري مائع، ذرات ۽ آڪسائيڊ پرت کان پوءِ سبسٽريٽ جي مٿاڇري جي نقصان کي ختم ڪرڻ آهي، ۽ ايچنگ ذريعي سبسٽريٽ جي مٿاڇري تي هڪ باقاعده ايٽمي قدم جي جوڙجڪ ٺاهي سگهجي ٿي. ان-سيٽو ايچنگ عام طور تي هائيڊروجن ماحول ۾ ڪئي ويندي آهي. اصل عمل جي گهرجن مطابق، ٿوري مقدار ۾ معاون گئس پڻ شامل ڪري سگهجي ٿي، جهڙوڪ هائيڊروجن ڪلورائڊ، پروپين، ايٿيلين يا سائلين. ان-سيٽو هائيڊروجن ايچنگ جو گرمي پد عام طور تي 1 600 ℃ کان مٿي هوندو آهي، ۽ ايچنگ جي عمل دوران رد عمل چيمبر جو دٻاءُ عام طور تي 2×104 Pa کان هيٺ ڪنٽرول ڪيو ويندو آهي.
ان-سيٽو ايچنگ ذريعي سبسٽريٽ جي مٿاڇري کي چالو ڪرڻ کان پوءِ، اهو اعليٰ درجه حرارت جي ڪيميائي بخارات جمع ڪرڻ واري عمل ۾ داخل ٿئي ٿو، يعني واڌ جو ذريعو (جهڙوڪ ايٿيلين/پروپين، TCS/سائلين)، ڊوپنگ سورس (n-قسم ڊوپنگ سورس نائٽروجن، p-قسم ڊوپنگ سورس TMAl)، ۽ معاون گئس جهڙوڪ هائيڊروجن ڪلورائڊ کي ڪيريئر گيس (عام طور تي هائيڊروجن) جي وڏي وهڪري ذريعي رد عمل چيمبر ڏانهن منتقل ڪيو ويندو آهي. گئس جي اعليٰ درجه حرارت جي رد عمل چيمبر ۾ رد عمل ڪرڻ کان پوءِ، اڳڪٿي جو حصو ڪيميائي طور تي رد عمل ڪري ٿو ۽ ويفر جي مٿاڇري تي جذب ٿئي ٿو، ۽ هڪ سنگل-ڪرسٽل هم جنس 4H-SiC ايپيٽيڪسيل پرت هڪ مخصوص ڊوپنگ ڪنسنٽريشن، مخصوص ٿلهي، ۽ اعليٰ معيار سان سبسٽريٽ جي مٿاڇري تي ٺهيل آهي. سنگل-ڪرسٽل 4H-SiC سبسٽريٽ کي ٽيمپليٽ طور استعمال ڪندي. سالن جي ٽيڪنيڪل ڳولا کان پوءِ، 4H-SiC هوموپيٽيڪسيل ٽيڪنالاجي بنيادي طور تي پختو ٿي چڪي آهي ۽ صنعتي پيداوار ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿئي ٿي. دنيا ۾ سڀ کان وڌيڪ استعمال ٿيندڙ 4H-SiC هوموپيٽيڪسيل ٽيڪنالاجي ۾ ٻه عام خاصيتون آهن:
(1) هڪ آف-ايڪسس (<0001> ڪرسٽل جهاز جي نسبت سان، <11-20> ڪرسٽل هدايت جي طرف) ترچھي ڪٽ سبسٽريٽ کي ٽيمپليٽ طور استعمال ڪندي، هڪ اعليٰ پاڪائي وارو سنگل-ڪرسٽل 4H-SiC ايپيٽڪسيل پرت بغير نجاست جي سبسٽريٽ تي اسٽيپ-فلوو گروٿ موڊ جي صورت ۾ جمع ڪيو ويندو آهي. شروعاتي 4H-SiC هوميوپيٽڪسيل واڌ هڪ مثبت ڪرسٽل سبسٽريٽ استعمال ڪيو، يعني واڌ لاءِ <0001> Si جهاز. مثبت ڪرسٽل سبسٽريٽ جي مٿاڇري تي ايٽمي قدمن جي کثافت گهٽ آهي ۽ ٽيراس ويڪرا آهن. 3C ڪرسٽل SiC (3C-SiC) ٺاهڻ لاءِ ايپيٽڪسي عمل دوران ٻه طرفي نيوڪليشن واڌ ٿيڻ آسان آهي. آف-ايڪسس ڪٽڻ سان، 4H-SiC <0001> سبسٽريٽ جي مٿاڇري تي اعليٰ کثافت، تنگ ٽيراس ويڪر ايٽمي قدم متعارف ڪرائي سگهجن ٿا، ۽ جذب ٿيل اڳوڻو مؤثر طريقي سان مٿاڇري جي پکيڙ ذريعي نسبتاً گهٽ مٿاڇري توانائي سان ايٽمي قدم پوزيشن تائين پهچي سگهي ٿو. قدم تي، اڳواٽ ايٽم/ماليڪيولر گروپ بانڊنگ پوزيشن منفرد آهي، تنهن ڪري قدم جي وهڪري جي واڌ واري موڊ ۾، ايپيٽيڪسيل پرت مڪمل طور تي سبسٽريٽ جي Si-C ڊبل ايٽمي پرت اسٽيڪنگ تسلسل کي وارث ڪري سگهي ٿي ته جيئن سبسٽريٽ جي ساڳئي ڪرسٽل مرحلي سان هڪ سنگل ڪرسٽل ٺاهي سگهجي.
(2) تيز رفتار ايپيٽڪسيل واڌ ڪلورين تي مشتمل سلڪون ذريعو متعارف ڪرائڻ سان حاصل ڪئي ويندي آهي. روايتي SiC ڪيميائي بخارات جمع ڪرڻ واري نظام ۾، سائلين ۽ پروپين (يا ايٿيلين) مکيه واڌ جا ذريعا آهن. واڌ جي شرح کي وڌائڻ جي عمل ۾ واڌ جي ذريعن جي وهڪري جي شرح کي وڌائڻ سان، جيئن سلڪون جزو جو متوازن جزوي دٻاءُ وڌندو رهي ٿو، هڪجهڙائي گئس فيز نيوڪليشن ذريعي سلڪون ڪلسٽر ٺاهڻ آسان آهي، جيڪو سلڪون ذريعو جي استعمال جي شرح کي خاص طور تي گهٽائي ٿو. سلڪون ڪلسٽرن جي ٺهڻ ايپيٽڪسيل واڌ جي شرح جي بهتري کي تمام گهڻو محدود ڪري ٿو. ساڳئي وقت، سلڪون ڪلسٽر قدم جي وهڪري جي واڌ کي خراب ڪري سگهن ٿا ۽ خرابي جي نيوڪليشن جو سبب بڻجي سگهن ٿا. هڪجهڙائي گئس فيز نيوڪليشن کان بچڻ ۽ ايپيٽڪسيل واڌ جي شرح کي وڌائڻ لاءِ، ڪلورين تي ٻڌل سلڪون ذريعن جو تعارف هن وقت 4H-SiC جي ايپيٽڪسيل واڌ جي شرح کي وڌائڻ لاءِ مکيه وهڪرو طريقو آهي.
1.2 200 ملي ميٽر (8 انچ) سي سي ايپيٽيڪسيل سامان ۽ عمل جون حالتون
هن پيپر ۾ بيان ڪيل سڀئي تجربا 48 هين انسٽيٽيوٽ آف چائنا اليڪٽرانڪس ٽيڪنالاجي گروپ ڪارپوريشن پاران آزاد طور تي تيار ڪيل 150/200 ملي ميٽر (6/8 انچ) مطابقت رکندڙ مونولٿڪ افقي گرم ڀت SiC ايپيٽيڪسيل سامان تي ڪيا ويا. ايپيٽيڪسيل فرنس مڪمل طور تي خودڪار ويفر لوڊنگ ۽ ان لوڊنگ کي سپورٽ ڪري ٿو. شڪل 1 ايپيٽيڪسيل سامان جي رد عمل چيمبر جي اندروني structureانچي جو هڪ اسڪيميٽڪ ڊاگرام آهي. جيئن شڪل 1 ۾ ڏيکاريل آهي، رد عمل چيمبر جي ٻاهرين ڀت هڪ ڪوارٽز بيل آهي جنهن ۾ پاڻي سان ٿڌي انٽرليئر آهي، ۽ گھنٽي جي اندر هڪ اعليٰ درجه حرارت رد عمل چيمبر آهي، جيڪو حرارتي موصليت ڪاربن محسوس، اعليٰ پاڪائي واري خاص گريفائٽ گفا، گريفائٽ گئس تي فلوٽنگ گھمڻ وارو بنياد، وغيره تي مشتمل آهي. سڄو ڪوارٽز بيل هڪ سلنڈرڪ انڊڪشن ڪوئل سان ڍڪيل آهي، ۽ گھنٽي جي اندر رد عمل چيمبر برقي مقناطيسي طور تي وچولي فريڪوئنسي انڊڪشن پاور سپلائي ذريعي گرم ڪيو ويندو آهي. جيئن شڪل 1 (ب) ۾ ڏيکاريل آهي، ڪيريئر گيس، رد عمل گيس، ۽ ڊوپنگ گيس سڀ ويفر جي مٿاڇري مان افقي ليمينار وهڪري ۾ رد عمل چيمبر جي اپ اسٽريم کان رد عمل چيمبر جي هيٺئين وهڪري تائين وهندا آهن ۽ ٽيل گيس جي آخر کان خارج ڪيا ويندا آهن. ويفر اندر مستقل مزاجي کي يقيني بڻائڻ لاءِ، هوا ۾ ترندڙ بيس ذريعي کڻي ويفر کي هميشه عمل دوران گھمايو ويندو آهي.
تجربي ۾ استعمال ٿيندڙ سبسٽريٽ هڪ ڪمرشل 150 ملي ميٽر، 200 ملي ميٽر (6 انچ، 8 انچ) <1120> هدايت 4° آف اينگل ڪنڊڪٽو اين-ٽائيپ 4H-SiC ڊبل رخا پالش ٿيل SiC سبسٽريٽ آهي جيڪو شانسي شوڪ ڪرسٽل پاران تيار ڪيو ويو آهي. پروسيس تجربي ۾ ٽرائڪلوروسيلين (SiHCl3، TCS) ۽ ايٿيلين (C2H4) مکيه واڌ جي ذريعن طور استعمال ڪيا ويا آهن، جن مان TCS ۽ C2H4 ترتيب وار سلڪون ذريعو ۽ ڪاربن ذريعو طور استعمال ڪيا ويا آهن، اعليٰ پاڪائي نائٽروجن (N2) کي اين-ٽائيپ ڊوپنگ ذريعو طور استعمال ڪيو ويو آهي، ۽ هائيڊروجن (H2) کي ڊائليشن گئس ۽ ڪيريئر گئس طور استعمال ڪيو ويو آهي. ايپيٽيڪسيل عمل جي درجه حرارت جي حد 1 600 ~ 1 660 ℃ آهي، پروسيس پريشر 8 × 103 ~ 12 × 103 Pa آهي، ۽ H2 ڪيريئر گئس جي وهڪري جي شرح 100 ~ 140 L/min آهي.
1.3 ايپيٽيڪسيل ويفر ٽيسٽنگ ۽ خاصيت
فوريئر انفراريڊ اسپيڪٽروميٽر (سامان ٺاهيندڙ ٿرمل فشر، ماڊل iS50) ۽ پاري پروب ڪنسنٽريشن ٽيسٽر (سامان ٺاهيندڙ سيمي ليب، ماڊل 530L) ايپيٽڪسيل پرت جي ٿولهه ۽ ڊوپنگ ڪنسنٽريشن جي اوسط ۽ ورڇ کي بيان ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيا ويا؛ ايپيٽڪسيل پرت ۾ هر نقطي جي ٿولهه ۽ ڊوپنگ ڪنسنٽريشن کي 5 ملي ميٽر ايج هٽائڻ سان ويفر جي مرڪز ۾ 45° تي مکيه ريفرنس ايج جي عام لائن کي ڪٽيندڙ قطر جي لڪير سان پوائنٽس وٺڻ سان طئي ڪيو ويو. 150 ملي ميٽر ويفر لاءِ، هڪ واحد قطر جي لڪير سان 9 پوائنٽس ورتا ويا (ٻه قطر هڪ ٻئي سان عمودي هئا)، ۽ 200 ملي ميٽر ويفر لاءِ، 21 پوائنٽس ورتا ويا، جيئن شڪل 2 ۾ ڏيکاريل آهي. هڪ ايٽمي فورس مائڪروسڪوپ (سامان ٺاهيندڙ بروڪر، ماڊل ڊائمينشن آئڪن) کي سينٽر ايريا ۾ 30 μm×30 μm علائقن ۽ ايپيٽڪسيل ويفر جي ڪنڊ ايريا (5 ملي ميٽر ايج هٽائڻ) کي چونڊڻ لاءِ استعمال ڪيو ويو ته جيئن ايپيٽڪسيل پرت جي مٿاڇري جي خرابي کي جانچيو وڃي؛ ايپيٽيڪسيل پرت جي خرابين کي مٿاڇري جي خرابي ٽيسٽر (سامان ٺاهيندڙ چائنا اليڪٽرانڪس) استعمال ڪندي ماپيو ويو. 3D تصوير ڪندڙ کي ڪيفينگوا جي ريڊار سينسر (ماڊل مارس 4410 پرو) سان منسوب ڪيو ويو.
پوسٽ جو وقت: سيپٽمبر-04-2024