I le taimi nei, o loʻo suia le alamanuia SiC mai le 150 mm (6 inisi) i le 200 mm (8 inisi). Ina ia faʻafetaui le manaʻoga faanatinati mo wafers SiC homoepitaxial tetele ma lelei i le alamanuia, 150mm ma le 200mm4H-SiC homoepitaxial waferssa saunia ma le manuia i luga o mea fa'afale e fa'aaoga ai le masini tuputupu a'e epitaxial 200mm SiC ua atia'e tuto'atasi. Sa atia'e se faiga homoepitaxial e talafeagai mo le 150mm ma le 200mm, lea e mafai ai ona sili atu le fua faatatau o le tuputupu a'e epitaxial i le 60um/h. E ui lava ina ausia le epitaxy saoasaoa maualuga, ae o le tulaga lelei o le epitaxial wafer e sili ona lelei. O le mafiafia e tutusa lelei o le 150 mm ma le 200 mmWafer epitaxial SiCe mafai ona pulea i totonu ole 1.5%, o le tutusa o le faʻaputuga e itiiti ifo ile 3%, o le mafiafia o le faʻaletonu matautia e itiiti ifo ile 0.3 vaega/cm2, ma le epitaxial surface roughness root mean square Ra e itiiti ifo ile 0.15nm, ma o faʻailoga autu uma o le faagasologa o loʻo i le tulaga maualuga o le alamanuia.
Silikoni Karbida (SiC)O se tasi o sui o mea semiconductor o le tupulaga lona tolu. E iai ona uiga o le malosi tele o le fanua e malepe ai, lelei tele le faʻavevela, saoasaoa tele o le electron saturation drift, ma le teteʻe malosi i le radiation. Ua matua faʻalauteleina ai le gafatia o masini eletise e faʻagasolo ai le malosi ma e mafai ona faʻafetaui manaʻoga o le isi tupulaga o masini eletise eletise mo masini e maualuga le malosi, laʻititi le lapoʻa, maualuga le vevela, maualuga le radiation ma isi tulaga ogaoga. E mafai ona faʻaitiitia le avanoa, faʻaitiitia le faʻaaogaina o le eletise ma faʻaitiitia manaʻoga o le malulu. Ua aumaia ai suiga fou i taʻavale eletise fou, felauaiga i nofoaafi, smart grids ma isi vaega. O le mea lea, ua lauiloa ai semiconductors silicon carbide o le mea sili lea o le a taʻitaʻia ai le isi tupulaga o masini eletise eletise maualuga le malosi. I tausaga talu ai nei, faʻafetai i le lagolago a le atunuʻu mo le atinaʻeina o le alamanuia semiconductor o le tupulaga lona tolu, ua maeʻa suʻesuʻega ma atinaʻe ma le fausiaina o le faiga o le alamanuia o masini 150 mm SiC i Saina, ma ua faʻamaonia le saogalemu o le filifili o pisinisi. O le mea lea, ua faasolosolo malie ona suia le taulaʻiga o le pisinisi i le puleaina o tau ma le faʻaleleia atili o le lelei. E pei ona faʻaalia i le Laulau 1, pe a faʻatusatusa i le 150 mm, o le 200 mm SiC e maualuga atu lona fua faatatau o le faʻaaogaina o pito, ma o le gaosiga o ni fasi pepa e tasi e mafai ona faʻateleina pe tusa ma le 1.8 taimi. A maeʻa ona matua le tekinolosi, e mafai ona faʻaitiitia le tau o le gaosiga o se fasi pepa e tasi i le 30%. O le alualu i luma faʻatekonolosi o le 200 mm o se auala tuusaʻo o le "faʻaitiitia o tau ma faʻateleina le lelei", ma o le ki foi lea mo le alamanuia semiconductor a loʻu atunuʻu e "tamoʻe faʻatasi" poʻo le "taʻitaʻi".
E ese mai le faiga o le masini Si,Masini eletise semiconductor SiCO vaega epitaxial uma ua fa'agasolo ma saunia i vaega epitaxial o le maa tulimanu. O vaega epitaxial o mea taua ia mo masini eletise SiC. O le lelei o le vaega epitaxial e fuafua tonu ai le fua o le masini, ma o lona tau e 20% o le tau o le gaosiga o le chip. O le mea lea, o le tuputupu a'e o le epitaxial o se so'otaga taua i masini eletise SiC. O le tapula'a pito i luga o le tulaga o le fa'agasologa epitaxial e fuafuaina e masini epitaxial. I le taimi nei, o le tulaga o le localization o masini epitaxial 150mm SiC i Saina e maualuga tele, ae o le fa'atulagaga atoa o le 200mm e tuai i tua atu o le tulaga fa'avaomalo i le taimi e tasi. O le mea lea, ina ia foia mana'oga fa'anatinati ma fa'afitauli o le bottleneck o le gaosiga o mea epitaxial tetele ma lelei mo le atina'eina o le alamanuia semiconductor lona tolu o le atunu'u, o lenei pepa o lo'o fa'alauiloa ai masini epitaxial 200 mm SiC ua manuia le atina'eina i lo'u atunu'u, ma su'esu'eina le fa'agasologa epitaxial. I le fa'aleleia atili o fa'atulagaga o le fa'agasologa e pei o le vevela o le fa'agasologa, le fua fa'atatau o le tafe o le kesi feavea'i, le fua fa'atatau o le C/Si, ma isi mea fa'apena, e maua ai le tutusa o le fa'aputuga <3%, le le tutusa o le mafiafia <1.5%, le ma'a'a o le Ra <0.2 nm ma le mafiafia o le fa'aletonu <0.3 grains/cm2 o le 150 mm ma le 200 mm SiC epitaxial wafers fa'atasi ai ma le ogaumu epitaxial silicon carbide 200 mm na atia'e tuto'atasi. E mafai e le tulaga o le fa'agasologa o masini ona fa'afetaui mana'oga o le sauniuniga o masini eletise SiC maualuga le tulaga lelei.
1 Fa'ata'ita'iga
1.1 Mataupu Faavae oSiC epitaxialfaiga
O le faagasologa o le tuputupu aʻe o le 4H-SiC homoepitaxial e aofia ai laasaga autu e 2, o le etching i totonu o le 4H-SiC i le vevela maualuga ma le faagasologa o le faʻaputuina o le ausa kemikolo tutusa. O le autu autu o le etching i totonu o le substrate o le aveeseina lea o mea ua faaleagaina i lalo o le substrate pe a uma ona faʻapulusaina le wafer, le vai faʻapulusaina o totoe, vaega ma le vaega o le oxide, ma e mafai ona fausia se fausaga masani o le atomic i luga o le substrate e ala i le etching. O le etching i totonu e masani ona faia i totonu o le ea hydrogen. E tusa ai ma manaʻoga moni o le faagasologa, e mafai foi ona faaopoopo sina vaega o le kesi fesoasoani, e pei o le hydrogen chloride, propane, ethylene poʻo le silane. O le vevela o le etching i totonu o le hydrogen e masani lava ona sili atu i le 1 600 ℃, ma o le mamafa o le potu tali e masani ona pulea i lalo ifo o le 2 × 104 Pa i le taimi o le faagasologa o le etching.
A maeʻa ona faʻagaoioia le fogāeleele o le substrate e ala i le in-situ etching, e ulufale atu i le faiga o le faʻaputuina o le ausa kemikolo i le vevela maualuga, o lona uiga, o le puna tuputupu aʻe (e pei o le ethylene/propane, TCS/silane), puna o le doping (puna o le doping ituaiga-n nitrogen, puna o le doping ituaiga-p TMAl), ma le kesi fesoasoani e pei o le hydrogen chloride e aveina atu i le potu tali e ala i se tafe tele o kesi feaveaʻi (e masani lava o le hydrogen). A maeʻa ona tali atu le kesi i le potu tali vevela maualuga, o se vaega o le precursor e tali atu i le kemikolo ma pipii i luga o le fogāeleele wafer, ma o se vaega epitaxial 4H-SiC e tasi le tioata e tutusa ma se faʻaputuga faʻapitoa o le doping, mafiafia faʻapitoa, ma le maualuga o le lelei e fausia i luga o le fogāeleele substrate e faʻaaoga ai le substrate 4H-SiC e tasi le tioata e fai ma faʻataʻitaʻiga. A maeʻa tausaga o suʻesuʻega faʻapitoa, ua matua le tekinolosi homoepitaxial 4H-SiC ma ua faʻaaogaina lautele i le gaosiga o fale gaosi oloa. O le tekinolosi homoepitaxial 4H-SiC e sili ona faʻaaogaina lautele i le lalolagi e lua ona uiga masani:
(1) I le fa'aaogaina o se substrate tipi fa'alava (e fa'atatau i le <0001> crystal plane, agai atu i le <11-20> crystal direction) e fai ma fa'ata'ita'iga, o se vaega epitaxial 4H-SiC epitaxial e mama atoatoa e aunoa ma ni mea leaga e fa'apipi'i i luga o le substrate i le tulaga o le step-flow growth mode. O le tuputupu a'e vave o le 4H-SiC homoepitaxial na fa'aaogaina ai se substrate crystal lelei, o lona uiga, o le <0001> Si plane mo le tuputupu a'e. O le mafiafia o la'asaga atomika i luga o le fogāeleele o le substrate crystal lelei e maualalo ma e lautele ia terraces. E faigofie ona tupu le tuputupu a'e o le nucleation lua-dimensional i le taimi o le epitaxy process e fausia ai le 3C crystal SiC (3C-SiC). I le tipiina ese mai le axis, e mafai ona fa'aofiina ni la'asaga atomika e maualuga le mafiafia, vaapiapi le lautele o le terrace i luga o le fogāeleele o le 4H-SiC <0001> substrate, ma o le adsorbed precursor e mafai ona o'o atu i le tulaga o le la'asaga atomika ma le malosi maualalo o le fogāeleele e ala i le surface diffusion. I le laasaga, e tulaga ese le tulaga o le fusifusia o le atomu/molecular group, o lea i le faiga o le tuputupu aʻe o le tafe o laasaga, e mafai e le vaega epitaxial ona mautofi atoatoa le faasologa o le Si-C double atomic layer stacking o le substrate e fausia ai se tioata e tasi ma le vaega tioata tutusa ma le substrate.
(2) O le tuputupu aʻe vave o le epitaxial e ausia e ala i le faʻaofiina o se puna silicon o loʻo i ai le chlorine. I faiga masani o le SiC chemical ausa deposition, o le silane ma le propane (poʻo le ethylene) o puna autū ia o le tuputupu aʻe. I le faagasologa o le faʻateleina o le saoasaoa o le tuputupu aʻe e ala i le faʻateleina o le saoasaoa o le tafe o le puna tuputupu aʻe, aʻo faʻaauau pea ona faʻateleina le mamafa faʻapitoa o le vaega silicon, e faigofie ona fausia ni silicon clusters e ala i le homogeneous gas phase nucleation, lea e faʻaitiitia ai le saoasaoa o le faʻaaogaina o le puna silicon. O le fausiaina o silicon clusters e matua faʻatapulaʻaina ai le faʻaleleia atili o le saoasaoa o le tuputupu aʻe o le epitaxial. I le taimi lava e tasi, e mafai e silicon clusters ona faʻalavelaveina le tuputupu aʻe o le laasaga ma mafua ai le defect nucleation. Ina ia ʻalofia le homogeneous gas phase nucleation ma faʻateleina le saoasaoa o le tuputupu aʻe o le epitaxial, o le faʻalauiloaina o puna silicon e faʻavae i le chlorine o le auala autu lea e faʻateleina ai le saoasaoa o le tuputupu aʻe o le epitaxial o le 4H-SiC.
1.2 200 mm (8-inisi) Meafaigaluega epitaxial SiC ma tulaga o le faagasologa
O faʻataʻitaʻiga o loʻo faʻamatalaina i lenei pepa na faia uma i luga o se masini epitaxial SiC puipui vevela monolithic e fetaui ma le 150/200 mm (6/8-inisi) na atiaʻe tutoʻatasi e le 48th Institute of China Electronics Technology Group Corporation. O le ogaumu epitaxial e lagolagoina le utaina ma le aveeseina o le wafer otometi atoa. O le Ata 1 o se ata faʻataʻitaʻi o le fausaga i totonu o le potu tali o le masini epitaxial. E pei ona faʻaalia i le Ata 1, o le puipui i fafo o le potu tali o se logo kuata ma se vaega e faʻamālūlūina i le vai, ma o totonu o le logo o se potu tali vevela maualuga, lea e aofia ai le kaponi felt faʻamafanafana, le avanoa graphite faʻapitoa mama maualuga, le faʻavae graphite kesi-floating, ma isi. O le logo kuata atoa e ufiufi i se coil induction cylindrical, ma o le potu tali i totonu o le logo e faʻavevela faʻaeletoronika e se sapalai eletise induction feololo. E pei ona faʻaalia i le Ata 1 (b), o le kesi feaveaʻi, le kesi tali, ma le kesi faʻaopoopo e tafe uma i totonu o le fogāeleele o le wafer i se tafega laminar faalava mai le pito i luga o le potu tali i le pito i lalo o le potu tali ma e faʻasaʻolotoina mai le pito o le kesi siʻusiʻu. Ina ia mautinoa le tutusa i totonu o le wafer, o le wafer e feaveaʻiina e le faʻavae o le ea e opeopea e faʻataʻamilomilo i taimi uma i le taimi o le faagasologa.
O le mea e fa'aaogaina i le fa'ata'ita'iga o se mea fa'apisinisi e 150 mm, 200 mm (6 inisi, 8 inisi) <1120> itu 4° ese-angle o le konduktiv n-type 4H-SiC fa'alua-itu SiC fa'apala'au na gaosia e Shanxi Shuoke Crystal. O le Trichlorosilane (SiHCl3, TCS) ma le ethylene (C2H4) o lo'o fa'aaogaina o puna autu o le tuputupu a'e i le fa'ata'ita'iga o le fa'agasologa, e aofia ai le TCS ma le C2H4 o le puna o le silicon ma le puna o le carbon, o le nitrogen mama maualuga (N2) e fa'aaogaina o le puna o le doping n-type, ma le hydrogen (H2) e fa'aaogaina o le kesi fa'avaivai ma le kesi feavea'i. O le vevela o le fa'agasologa epitaxial e 1 600 ~1 660 ℃, o le mamafa o le fa'agasologa e 8 × 103 ~12 × 103 Pa, ma le fua fa'atatau o le tafe o le kesi feavea'i H2 e 100 ~ 140 L/min.
1.3 Su'ega ma fa'amatalaga o le epitaxial wafer
O le Fourier infrared spectrometer (le kamupani gaosi meafaigaluega Thermalfisher, faʻataʻitaʻiga iS50) ma le mercury probe concentration tester (le kamupani gaosi meafaigaluega Semilab, faʻataʻitaʻiga 530L) na faʻaaogaina e faʻailoa ai le averesi ma le tufatufaina o le mafiafia o le vaega epitaxial ma le doping concentration; o le mafiafia ma le doping concentration o vaega taʻitasi i le vaega epitaxial na fuafuaina e ala i le aveina o vaega i luga o le laina lautele e fetoʻai ma le laina masani o le pito autu i le 45° i le ogatotonu o le wafer ma le aveeseina o le pito e 5 mm. Mo se wafer e 150 mm, na aveina 9 vaega i luga o le laina e tasi le lautele (e lua lautele e faʻasaga le tasi i le isi), ma mo se wafer e 200 mm, na aveina 21 vaega, e pei ona faʻaalia i le Ata 2. O se atomic force microscope (le kamupani gaosi meafaigaluega Bruker, faʻataʻitaʻiga Dimension Icon) na faʻaaogaina e filifili ai vaega e 30 μm × 30 μm i le ogatotonu ma le vaega pito (aveeseina o le pito e 5 mm) o le wafer epitaxial e tofotofo ai le mageso o le luga o le vaega epitaxial; Sa fuaina ia mea sese o le vaega epitaxial e faʻaaoga ai se masini e suʻe ai mea sese o luga (le kamupani gaosi meafaigaluega a China Electronics). O le masini ata 3D sa faʻailoaina e se masini iloa radar (faʻataʻitaʻiga Mars 4410 pro) mai Kefenghua.
Taimi na lafoina ai: Setema-04-2024