Hona jwale, indasteri ya SiC e ntse e fetoha ho tloha ho 150 mm (di-inchi tse 6) ho ya ho 200 mm (di-inchi tse 8). E le ho fihlela tlhoko e potlakileng ya di-wafer tsa SiC tse kgolo, tsa boleng bo hodimo indastering, 150mm le 200mm.Li-wafer tsa homoepitaxial tsa 4H-SiCli lokisitsoe ka katleho holim'a li-substrate tsa lapeng ho sebelisoa lisebelisoa tsa kholo ea epitaxial ea 200mm SiC tse entsoeng ka boikemelo. Ts'ebetso ea homoepitaxial e loketseng 150mm le 200mm e ntlafalitsoe, moo sekhahla sa kholo ea epitaxial se ka bang kholo ho feta 60um/h. Ha e ntse e fihlela epitaxy e potlakileng, boleng ba wafer ea epitaxial bo botle haholo. Botenya ba 150 mm le 200 mm bo lekana.Li-wafer tsa SiC epitaxiale ka laoloa ka hare ho 1.5%, ho tšoana ha mahloriso ho ka tlase ho 3%, bongata ba sekoli se bolaeang bo ka tlase ho likaroloana tse 0.3/cm2, 'me motso oa epitaxial o nang le bokaholimo ba roughness o tloaelehileng oa sekwere Ra o ka tlase ho 0.15nm, 'me matšoao 'ohle a ts'ebetso ea mantlha a boemong bo tsoetseng pele ba indasteri.
Silicon Carbide (SiC)ke e 'ngoe ea baemeli ba thepa ea semiconductor ea moloko oa boraro. E na le litšobotsi tsa matla a tšimo a ho senyeha ho hoholo, ho tsamaisa mocheso hantle, lebelo le leholo la ho phalla ha lielektrone, le khanyetso e matla ea mahlaseli. E atolositse haholo bokhoni ba ho sebetsana le matla a lisebelisoa tsa motlakase 'me e ka fihlela litlhoko tsa ts'ebeletso tsa moloko o latelang oa lisebelisoa tsa motlakase tsa motlakase bakeng sa lisebelisoa tse nang le matla a phahameng, boholo bo bonyenyane, mocheso o phahameng, mahlaseli a phahameng le maemo a mang a feteletseng. E ka fokotsa sebaka, ea fokotsa tšebeliso ea matla le ho fokotsa litlhoko tsa ho pholisa. E tlisitse liphetoho tse ncha likoloing tse ncha tsa matla, lipalangoang tsa terene, li-grid tse bohlale le masimo a mang. Ka hona, li-semiconductor tsa silicon carbide li se li ananeloa e le thepa e loketseng e tla etella pele moloko o latelang oa lisebelisoa tsa elektroniki tse nang le matla a phahameng. Lilemong tsa morao tjena, ka lebaka la tšehetso ea leano la naha bakeng sa nts'etsopele ea indasteri ea semiconductor ea moloko oa boraro, lipatlisiso le nts'etsopele le kaho ea sistimi ea indasteri ea lisebelisoa tsa SiC ea 150 mm li se li phethiloe Chaena, 'me ts'ireletso ea ketane ea indasteri e tiisitsoe. Ka hona, sepheo sa indasteri se fetohile butle-butle ho taolo ea litšenyehelo le ntlafatso ea bokhoni. Jwalo ka ha ho bontshitswe ho Tafole ya 1, ha ho bapiswa le 150 mm, 200 mm SiC e na le sekgahla se hodimo sa tshebediso ya bohale, mme tlhahiso ya di-chip tse le nngwe tsa wafer e ka eketswa ka makgetlo a ka bang 1.8. Kamora hore theknoloji e hole, ditjeo tsa tlhahiso ya chip e le nngwe di ka fokotswa ka 30%. Katleho ya theknoloji ya 200 mm ke mokgwa o tobileng wa "ho fokotsa ditjeo le ho eketsa bokgoni", mme hape ke senotlolo sa indasteri ya semiconductor ya naha ya heso ho "tsamaya ka nako e le nngwe" kapa esita le "ho etella pele".
E fapane le ts'ebetso ea sesebelisoa sa Si,Lisebelisoa tsa motlakase tsa semiconductor tsa SiCKaofela li sebetsoa le ho lokisoa ka mekhahlelo ea epitaxial e le lejoe la motheo. Li-wafer tsa Epitaxial ke thepa ea bohlokoa ea motheo bakeng sa lisebelisoa tsa motlakase tsa SiC. Boleng ba lera la epitaxial bo khetholla ka ho toba chai ea sesebelisoa, 'me litšenyehelo tsa sona li etsa 20% ea litšenyehelo tsa tlhahiso ea chip. Ka hona, kholo ea epitaxial ke sehokelo sa bohlokoa sa bohareng lisebelisoa tsa motlakase tsa SiC. Moeli o kaholimo oa boemo ba ts'ebetso ea epitaxial o khethoa ke lisebelisoa tsa epitaxial. Hona joale, tekanyo ea sebaka sa lisebelisoa tsa epitaxial tsa 150mm SiC Chaena e phahame haholo, empa sebopeho se akaretsang sa 200mm se saletse morao ho boemo ba machaba ka nako e le 'ngoe. Ka hona, e le ho rarolla litlhoko tse potlakileng le mathata a bothata ba tlhahiso ea thepa ea epitaxial ea boholo bo boholo, ea boleng bo holimo bakeng sa nts'etsopele ea indasteri ea semiconductor ea moloko oa boraro oa lehae, pampiri ena e hlahisa lisebelisoa tsa epitaxial tsa 200 mm SiC tse ntlafalitsoeng ka katleho naheng ea heso, 'me e ithuta ts'ebetso ea epitaxial. Ka ho ntlafatsa diparamitha tsa tshebetso tse kang mocheso wa tshebetso, sekgahla sa phallo ya kgase e jereng, karolelano ya C/Si, jj., ho tshwana ha mahloriso <3%, botenya bo sa tshwaneng <1.5%, ho ba le makukuno Ra <0.2 nm le botenya ba sekoli se bolayang <0.3 dikotwana/cm2 tsa 150 mm le 200 mm SiC epitaxial wafers tse nang le onto ya epitaxial ya 200 mm silicon carbide epitaxial e entsweng ka boikemelo di a fumanwa. Boemo ba tshebetso ya disebediswa bo ka fihlela ditlhoko tsa ho lokisa sesebediswa sa matla sa SiC sa boleng bo hodimo.
Teko e le 1
1.1 Molao-motheo oaSiC epitaxialts'ebetso
Ts'ebetso ea kholo ea homoepitaxial ea 4H-SiC e kenyelletsa haholo-holo mehato e 'meli ea bohlokoa, e leng, ho betla ha substrate ea 4H-SiC ka mocheso o phahameng le ts'ebetso ea ho beha mouoane oa lik'hemik'hale tse tšoanang. Morero o ka sehloohong oa ho betla ha substrate ka har'a substrate ke ho tlosa tšenyo e ka tlas'a substrate ka mor'a ho betla ka wafer, mokelikeli o setseng oa ho betla, likaroloana le lera la oxide, 'me sebopeho se tloaelehileng sa mohato oa athomo se ka thehoa holim'a substrate ka ho betla. Ho betla ha in-situ hangata ho etsoa sepakapakeng sa haedrojene. Ho ea ka litlhoko tsa 'nete tsa ts'ebetso, khase e nyane e thusang le eona e ka eketsoa, joalo ka hydrogen chloride, propane, ethylene kapa silane. Mocheso oa ho betla ha hydrogen ka har'a in-situ hangata o kaholimo ho 1 600 ℃, 'me khatello ea kamore ea karabelo hangata e laoloa ka tlase ho 2×104 Pa nakong ea ts'ebetso ea ho betla.
Kamora hore bokaholimo ba substrate bo kenngoe tšebetsong ka ho etching ka har'a situ, bo kena ts'ebetsong ea ho beha mouoane oa lik'hemik'hale mochesong o phahameng, ke hore, mohloli oa kholo (joalo ka ethylene/propane, TCS/silane), mohloli oa doping (mohloli oa doping oa mofuta oa n nitrogen, mohloli oa doping oa mofuta oa p TAl), le khase e thusang joalo ka hydrogen chloride li isoa kamoreng ea karabelo ka phallo e kholo ea khase e tsamaisang (hangata hydrogen). Kamora hore khase e arabele ka kamoreng ea karabelo ea mocheso o phahameng, karolo ea selelekela e arabela ka lik'hemik'hale 'me e monya holim'a wafer, 'me lera la epitaxial la 4H-SiC le le leng le nang le khatello e itseng ea doping, botenya bo itseng, le boleng bo holimo le thehoa holim'a substrate ho sebelisoa substrate ea 4H-SiC e le 'ngoe e le template. Kamora lilemo tsa lipatlisiso tsa tekheniki, theknoloji ea homoepitaxial ea 4H-SiC e se e holile 'me e sebelisoa haholo tlhahisong ea indasteri. Theknoloji ea homoepitaxial ea 4H-SiC e sebelisoang haholo lefatšeng e na le litšobotsi tse peli tse tloaelehileng:
(1) Ho sebelisoa substrate e sehiloeng ka thoko (ha e bapisoa le sefofane sa kristale sa <0001>, ho ea ka tataiso ea kristale ea <11-20>) e le template, lera la epitaxial la kristale e le 'ngoe ea 4H-SiC epitaxial le hloekileng haholo ntle le litšila le beoa holim'a substrate ka mokhoa oa kholo ea mohato oa phallo. Kholo ea pele ea 4H-SiC homoepitaxial e sebelisitse substrate ea kristale e ntle, ke hore, sefofane sa <0001> Si bakeng sa kholo. Bongata ba mehato ea athomo holim'a substrate ea kristale e ntle bo tlase 'me mathule a pharaletse. Kholo ea nucleation ea mahlakore a mabeli e bonolo ho etsahala nakong ea ts'ebetso ea epitaxy ho theha kristale ea 3C SiC (3C-SiC). Ka ho seha ho se nang axis, mehato ea athomo ea bophahamo bo phahameng, bo moqotetsane ba terrace e ka hlahisoa holim'a substrate ea 4H-SiC <0001>, 'me selelekela se amohuoang se ka fihlella boemo ba mohato oa athomo ka matla a tlase a bokaholimo ka ho hasana ha bokaholimo. Mohatong, boemo ba ho kopanya athomo/sehlopha sa limolek'hule bo ikhetha, kahoo mokhoeng oa kholo ea phallo ea mohato, lera la epitaxial le ka rua ka ho phethahetseng tatellano ea ho bokellana ha lera la athomo tse peli tsa Si-C ea substrate ho theha kristale e le 'ngoe e nang le mohato o tšoanang oa kristale le substrate.
(2) Kgolo e phahameng ya epitaxial e fihlellwa ka ho hlahisa mohlodi wa silicon o nang le chlorine. Ditsamaisong tse tlwaelehileng tsa ho boloka mouoane wa dikhemikhale tsa SiC, silane le propane (kapa ethylene) ke mehlodi e meholo ya kgolo. Mokgweng wa ho eketsa sekgahla sa kgolo ka ho eketsa sekgahla sa phallo ya mohlodi wa kgolo, ha kgatello ya karolo ya silicon e ntse e eketseha, ho bonolo ho theha dihlopha tsa silicon ka nucleation ya mokgahlelo wa kgase e tshwanang, e leng se fokotsang sekgahla sa tshebediso ya mohlodi wa silicon haholo. Ho thehwa ha dihlopha tsa silicon ho fokotsa haholo ntlafatso ya sekgahla sa kgolo sa epitaxial. Ka nako e ts'oanang, dihlopha tsa silicon di ka sitisa kgolo ya phallo ya mohato mme tsa baka nucleation ya sekoli. E le ho qoba nucleation ya mokgahlelo wa kgase e tshwanang le ho eketsa sekgahla sa kgolo sa epitaxial, ho kenngwa ha mehlodi ya silicon e thehilweng ho chlorine hona jwale ke mokgwa o ka sehloohong wa ho eketsa sekgahla sa kgolo sa epitaxial sa 4H-SiC.
Lisebelisoa tsa epitaxial tsa SiC tsa 1.2 200 mm (8-inch) le maemo a ts'ebetso
Liteko tse hlalositsoeng pampiring ena kaofela li entsoe holim'a sesebelisoa sa epitaxial sa monolithic se otlolohileng sa lebota le chesang la SiC se lumellanang sa 150/200 mm (6/8-inch) se ntlafalitsoeng ka boikemelo ke Setsi sa bo48 sa China Electronics Technology Group Corporation. Sebōpi sa epitaxial se tšehetsa ho kenya le ho laolla ka mokhoa o iketsang oa wafer. Setšoantšo sa 1 ke setšoantšo sa sebopeho sa kahare sa kamore ea karabelo ea lisebelisoa tsa epitaxial. Joalokaha ho bontšitsoe Setšoantšong sa 1, lebota le ka ntle la kamore ea karabelo ke tšepe ea quartz e nang le lera le pholisitsoeng ka metsi, 'me karolo e ka hare ea tšepe ke kamore ea karabelo ea mocheso o phahameng, e entsoeng ka carbon felt ea ho futhumatsa mocheso, cavity e khethehileng ea graphite e hloekileng haholo, setsi se potolohang sa khase sa graphite, jj. Tšepe eohle ea quartz e koahetsoe ka coil ea induction ea cylindrical, 'me kamore ea karabelo ka hare ho tšepe e futhumatsoa ka motlakase ke phepelo ea motlakase ea induction ea maqhubu a mahareng. Jwalo ka ha ho bontshitswe ho Setshwantsho sa 1 (b), kgase e jereng, kgase ya karabelo, le kgase ya doping kaofela di phalla hodima bokahodimo ba wafer ka phallo e otlolohileng ya laminar ho tloha hodimo ho kamore ya karabelo ho ya tlase ho kamore ya karabelo mme di ntshwa pheletsong ya kgase ya mohatla. Ho netefatsa botsitso ka hare ho wafer, wafer e jerwang ke setsi se phaphametseng sa moya e dula e potoloha nakong ya tshebetso.
Substrate e sebedisitsweng tekong ena ke substrate ya SiC e kgannwang ke mofuta wa 4H-SiC e nang le mahlakore a mabedi e nang le 4°off-angle e hlahisitsweng ke Shanxi Shuoke Crystal. Trichlorosilane (SiHCl3, TCS) le ethylene (C2H4) di sebediswa e le mehlodi e meholo ya kgolo tekong ya tshebetso, eo hara yona TCS le C2H4 di sebediswang e le mohlodi wa silicon le mohlodi wa carbon ka ho latellana, naetrojene e hlwekileng haholo (N2) e sebediswa e le mohlodi wa doping wa mofuta wa n, mme haeterojene (H2) e sebediswa e le kgase e hlapollang le kgase e tsamaisang. Mocheso wa tshebetso ya epitaxial ke 1 600 ~1 660 ℃, kgatello ya tshebetso ke 8×103 ~12×103 Pa, mme sekgahla sa phallo ya kgase e tsamaisang H2 ke 100~140 L/min.
1.3 Teko le tlhaloso ea li-wafer tsa Epitaxial
Spectrometer ea infrared ea Fourier (moetsi oa lisebelisoa Thermalfisher, mohlala oa iS50) le teko ea concentration ea mercury probe (moetsi oa lisebelisoa Semilab, mohlala oa 530L) li sebelisitsoe ho hlalosa karolelano le kabo ea botenya ba lera la epitaxial le concentration ea doping; botenya le concentration ea doping ea ntlha ka 'ngoe lera la epitaxial li ile tsa fumanoa ka ho nka lintlha tse tsamaeang le mola oa bophara li kopanya mola o tloaelehileng oa moeli o ka sehloohong oa referense ho 45° bohareng ba wafer ka ho tlosoa ha moeli oa 5 mm. Bakeng sa wafer ea 150 mm, lintlha tse 9 li ile tsa nkoa ka mola o le mong oa bophara (bophara ba bobeli bo ne bo otlolohile), 'me bakeng sa wafer ea 200 mm, lintlha tse 21 li ile tsa nkoa, joalo ka ha ho bontšitsoe ho Setšoantšo sa 2. Microscope ea matla a athomo (moetsi oa lisebelisoa Bruker, mohlala oa Dimension Icon) e ile ea sebelisoa ho khetha libaka tsa 30 μm×30 μm sebakeng se bohareng le sebaka sa moeli (ho tlosoa ha moeli oa 5 mm) oa wafer ea epitaxial ho leka ho hlaka ha bokaholimo ba lera la epitaxial; Liphoso tsa lera la epitaxial li lekantsoe ho sebelisoa teko ea liphoso tsa bokaholimo (moetsi oa lisebelisoa China Electronics Setšoantšo sa 3D se ne se khetholloa ka sensor ea radar (mohlala oa Mars 4410 pro) ho tsoa Kefenghua.
Nako ea poso: Loetse-04-2024