2 පර්යේෂණාත්මක ප්රතිඵල සහ සාකච්ඡාව
2.1 ශ්රේණියඑපිටැක්සියල් ස්ථරයඝනකම සහ ඒකාකාරිත්වය
එපිටැක්සියල් වේෆර්වල ගුණාත්මකභාවය විනිශ්චය කිරීම සඳහා එපිටැක්සියල් ස්ථරයේ ඝණකම, මාත්රණ සාන්ද්රණය සහ ඒකාකාරිත්වය මූලික දර්ශකවලින් එකකි. නිවැරදිව පාලනය කළ හැකි ඝණකම, මාත්රණ සාන්ද්රණය සහ වේෆර් තුළ ඒකාකාරිත්වය කාර්ය සාධනය සහ අනුකූලතාව සහතික කිරීම සඳහා යතුරයි.SiC බල උපාංග, සහ එපිටැක්සියල් ස්ථරයේ ඝණකම සහ මාත්රණ සාන්ද්රණයේ ඒකාකාරිත්වය ද එපිටැක්සියල් උපකරණවල ක්රියාවලි හැකියාව මැනීම සඳහා වැදගත් පදනම් වේ.
රූපය 3 150 mm සහ 200 mm ඝණකම ඒකාකාර බව සහ ව්යාප්ති වක්රය පෙන්වයි.SiC එපිටැක්සියල් වේෆර්. රූපයෙන් දැකිය හැක්කේ එපිටැක්සියල් ස්ථරයේ ඝණකම බෙදා හැරීමේ වක්රය වේෆරයේ මධ්ය ලක්ෂ්යය වටා සමමිතික බවයි. එපිටැක්සියල් ක්රියාවලි කාලය 600s වන අතර, 150mm එපිටැක්සියල් වේෆරයේ සාමාන්ය එපිටැක්සියල් ස්ථරයේ ඝණකම 10.89 um වන අතර, ඝණකම ඒකාකාරිත්වය 1.05% වේ. ගණනය කිරීම අනුව, එපිටැක්සියල් වර්ධන වේගය 65.3 um/h වන අතර එය සාමාන්ය වේගවත් එපිටැක්සියල් ක්රියාවලි මට්ටමකි. එම එපිටැක්සියල් ක්රියාවලි කාලය යටතේ, 200 mm එපිටැක්සියල් වේෆරයේ එපිටැක්සියල් ස්ථරයේ ඝණකම 10.10 um වේ, ඝණකම ඒකාකාරිත්වය 1.36% ක් තුළ වන අතර සමස්ත වර්ධන වේගය 60.60 um/h වන අතර එය 150 mm එපිටැක්සියල් වර්ධන වේගයට වඩා තරමක් අඩුය. මෙයට හේතුව සිලිකන් ප්රභවය සහ කාබන් ප්රභවය ප්රතික්රියා කුටියේ ඉහළ සිට වේෆර් මතුපිට හරහා ප්රතික්රියා කුටියේ පහළට ගලා යන විට මඟ දිගේ පැහැදිලි පාඩුවක් සිදුවන අතර, 200 mm වේෆර් ප්රදේශය 150 mm ට වඩා විශාල වේ. වායුව 200 mm වේෆරයේ මතුපිට හරහා දිගු දුරක් ගලා යන අතර, මාර්ගය දිගේ පරිභෝජනය කරන ප්රභව වායුව වැඩි වේ. වේෆරය භ්රමණය වෙමින් පවතින කොන්දේසිය යටතේ, එපිටැක්සියල් ස්ථරයේ සමස්ත ඝණකම තුනී වන බැවින් වර්ධන වේගය මන්දගාමී වේ. සමස්තයක් වශයෙන්, 150 mm සහ 200 mm එපිටැක්සියල් වේෆර්වල ඝණකම ඒකාකාරිත්වය විශිෂ්ට වන අතර, උපකරණවල ක්රියාවලි හැකියාව උසස් තත්ත්වයේ උපාංගවල අවශ්යතා සපුරාලිය හැකිය.
2.2 එපිටැක්සියල් ස්ථර මාත්රණ සාන්ද්රණය සහ ඒකාකාරිත්වය
රූපය 4 හි මාත්රණ සාන්ද්රණයේ ඒකාකාරිත්වය සහ වක්ර ව්යාප්තිය 150 mm සහ 200 mm පෙන්වයි.SiC එපිටැක්සියල් වේෆර්. රූපයෙන් දැකිය හැකි පරිදි, එපිටැක්සියල් වේෆරයේ සාන්ද්රණ ව්යාප්ති වක්රය වේෆරයේ මධ්යයට සාපේක්ෂව පැහැදිලි සමමිතියක් ඇත. 150 mm සහ 200 mm එපිටැක්සියල් ස්ථරවල මාත්රණ සාන්ද්රණ ඒකාකාරිත්වය පිළිවෙලින් 2.80% සහ 2.66% වන අතර එය 3% ක් තුළ පාලනය කළ හැකි අතර එය සමාන ජාත්යන්තර උපකරණ සඳහා විශිෂ්ට මට්ටමකි. එපිටැක්සියල් ස්ථරයේ මාත්රණ සාන්ද්රණ වක්රය විෂ්කම්භය දිශාව දිගේ "W" හැඩයකින් බෙදා හරිනු ලැබේ, එය ප්රධාන වශයෙන් තිරස් උණුසුම් බිත්ති එපිටැක්සියල් උදුනේ ප්රවාහ ක්ෂේත්රය මගින් තීරණය වේ, මන්ද තිරස් වායු ප්රවාහ එපිටැක්සියල් වර්ධන උදුනේ වායු ප්රවාහ දිශාව වායු ඇතුල්වීමේ කෙළවරේ සිට (ඉහළට) වන අතර වේෆර් මතුපිට හරහා ලැමිනාර් ආකාරයෙන් පහළ කෙළවරේ සිට පිටතට ගලා යයි; කාබන් ප්රභවයේ (C2H4) "මාර්ග ක්ෂය වීමේ" අනුපාතය සිලිකන් ප්රභවයට (TCS) වඩා වැඩි බැවින්, වේෆරය භ්රමණය වන විට, වේෆරයේ මතුපිට ඇති සත්ය C/Si ක්රමයෙන් දාරයේ සිට මැදට අඩු වේ (මධ්යයේ කාබන් ප්රභවය අඩු වේ), C සහ N හි "තරඟකාරී ස්ථාන න්යායට" අනුව, වේෆරයේ මධ්යයේ මාත්රණ සාන්ද්රණය ක්රමයෙන් දාරය දෙසට අඩු වේ, විශිෂ්ට සාන්ද්රණ ඒකාකාරිත්වය ලබා ගැනීම සඳහා, මධ්යයේ සිට දාරය දක්වා මාත්රණ සාන්ද්රණය අඩුවීම මන්දගාමී කිරීම සඳහා එපිටැක්සියල් ක්රියාවලියේදී වන්දි වශයෙන් දාරය N2 එකතු කරනු ලැබේ, එවිට අවසාන මාත්රණ සාන්ද්රණ වක්රය "W" හැඩයක් ඉදිරිපත් කරයි.
2.3 එපිටැක්සියල් ස්ථර දෝෂ
ඝනකම සහ මාත්රණ සාන්ද්රණයට අමතරව, එපිටැක්සියල් ස්ථර දෝෂ පාලනයේ මට්ටම එපිටැක්සියල් වේෆර්වල ගුණාත්මකභාවය මැනීම සඳහා මූලික පරාමිතියක් වන අතර එපිටැක්සියල් උපකරණවල ක්රියාවලි හැකියාව පිළිබඳ වැදගත් දර්ශකයකි. SBD සහ MOSFET දෝෂ සඳහා විවිධ අවශ්යතා තිබුණද, බිංදු දෝෂ, ත්රිකෝණ දෝෂ, කැරට් දෝෂ, වල්ගා තරු දෝෂ වැනි වඩාත් පැහැදිලි මතුපිට රූප විද්යාත්මක දෝෂ SBD සහ MOSFET උපාංගවල මාරාන්තික දෝෂ ලෙස අර්ථ දැක්වේ. මෙම දෝෂ අඩංගු චිප්ස් අසාර්ථක වීමේ සම්භාවිතාව ඉහළ බැවින්, චිප් අස්වැන්න වැඩි දියුණු කිරීම සහ පිරිවැය අඩු කිරීම සඳහා මාරාන්තික දෝෂ ගණන පාලනය කිරීම අතිශයින් වැදගත් වේ. රූපය 5 හි 150 mm සහ 200 mm SiC එපිටැක්සියල් වේෆර්වල මාරාන්තික දෝෂ බෙදා හැරීම පෙන්වයි. C/Si අනුපාතයේ පැහැදිලි අසමතුලිතතාවයක් නොමැති කොන්දේසිය යටතේ, කැරට් දෝෂ සහ වල්ගා තරු දෝෂ මූලික වශයෙන් ඉවත් කළ හැකි අතර, බිංදු දෝෂ සහ ත්රිකෝණ දෝෂ එපිටැක්සියල් උපකරණ ක්රියාත්මක කිරීමේදී පිරිසිදුකම පාලනයට, ප්රතික්රියා කුටියේ ග්රැෆයිට් කොටස්වල අපිරිසිදු මට්ටමට සහ උපස්ථරයේ ගුණාත්මකභාවයට සම්බන්ධ වේ. වගුව 2 න්, 150 mm සහ 200 mm එපිටැක්සියල් වේෆර් වල මාරාන්තික දෝෂ ඝනත්වය 0.3 අංශු/cm2 තුළ පාලනය කළ හැකි බව දැකගත හැකිය, එය එකම වර්ගයේ උපකරණ සඳහා විශිෂ්ට මට්ටමකි. 150 mm එපිටැක්සියල් වේෆරයේ මාරාන්තික දෝෂ ඝනත්ව පාලන මට්ටම 200 mm එපිටැක්සියල් වේෆරයට වඩා හොඳය. මෙයට හේතුව 150 mm උපස්ථර සකස් කිරීමේ ක්රියාවලිය 200 mm ට වඩා පරිණත වීම, උපස්ථර ගුණාත්මකභාවය වඩා හොඳ වීම සහ 150 mm ග්රැෆයිට් ප්රතික්රියා කුටියේ අපිරිසිදු පාලන මට්ටම වඩා හොඳය.
2.4 එපිටැක්සියල් වේෆර් මතුපිට රළුබව
රූපය 6 හි 150 mm සහ 200 mm SiC එපිටැක්සියල් වේෆර්වල මතුපිට AFM රූප පෙන්වයි. රූපයෙන් දැකිය හැක්කේ 150 mm සහ 200 mm එපිටැක්සියල් වේෆර්වල මතුපිට මූල මධ්යන්ය වර්ග රළුබව Ra පිළිවෙලින් 0.129 nm සහ 0.113 nm වන අතර, පැහැදිලි සාර්ව-පියවර එකතු කිරීමේ සංසිද්ධියකින් තොරව එපිටැක්සියල් ස්ථරයේ මතුපිට සුමට බවයි. මෙම සංසිද්ධිය පෙන්නුම් කරන්නේ එපිටැක්සියල් ස්ථරයේ වර්ධනය සෑම විටම සම්පූර්ණ එපිටැක්සියල් ක්රියාවලිය තුළ පියවර ප්රවාහ වර්ධන මාදිලිය පවත්වා ගෙන යන අතර, පියවර එකතු කිරීමක් සිදු නොවන බවයි. ප්රශස්තිකරණය කරන ලද එපිටැක්සියල් වර්ධන ක්රියාවලිය භාවිතා කිරීමෙන්, 150 mm සහ 200 mm අඩු කෝණ උපස්ථර මත සුමට එපිටැක්සියල් ස්ථර ලබා ගත හැකි බව දැකිය හැකිය.
3 නිගමනය
ස්වයං-සංවර්ධිත 200 mm SiC එපිටැක්සියල් වර්ධන උපකරණ භාවිතයෙන් ගෘහස්ථ උපස්ථර මත 150 mm සහ 200 mm 4H-SiC සමජාතීය එපිටැක්සියල් වේෆර් සාර්ථකව සකස් කරන ලද අතර, 150 mm සහ 200 mm සඳහා සුදුසු සමජාතීය එපිටැක්සියල් ක්රියාවලිය සංවර්ධනය කරන ලදී. එපිටැක්සියල් වර්ධන වේගය 60 μm/h ට වඩා වැඩි විය හැකිය. අධිවේගී එපිටැක්සි අවශ්යතාවය සපුරාලන අතරතුර, එපිටැක්සියල් වේෆර් ගුණාත්මකභාවය විශිෂ්ටයි. 150 mm සහ 200 mm SiC එපිටැක්සියල් වේෆර්වල ඝණකම ඒකාකාරිත්වය 1.5% ක් තුළ පාලනය කළ හැකිය, සාන්ද්රණ ඒකාකාරිත්වය 3% ට වඩා අඩුය, මාරාන්තික දෝෂ ඝනත්වය 0.3 අංශු/cm2 ට වඩා අඩුය, සහ එපිටැක්සියල් මතුපිට රළුබව මූල මධ්යන්ය වර්ග Ra 0.15 nm ට වඩා අඩුය. එපිටැක්සියල් වේෆර්වල මූලික ක්රියාවලි දර්ශක කර්මාන්තයේ දියුණු මට්ටමේ පවතී.
මූලාශ්රය: ඉලෙක්ට්රොනික කර්මාන්ත විශේෂ උපකරණ
කර්තෘ: Xie Tianle, Li Ping, Yang Yu, Gong Xiaoliang, Ba Sai, Chen Guoqin, Wan Shengqiang
(48 වන චීන ඉලෙක්ට්රොනික තාක්ෂණ සමූහ සංස්ථාවේ පර්යේෂණ ආයතනය, චැංෂා, හුනාන් 410111)
පළ කිරීමේ කාලය: සැප්තැම්බර්-04-2024