2 பரிசோதனை முடிவுகள் மற்றும் விவாதம்
2.1 प्रकालिका 2.1 प्र�எபிடாக்சியல் அடுக்குதடிமன் மற்றும் சீரான தன்மை
எபிடாக்சியல் அடுக்கு தடிமன், டோப்பிங் செறிவு மற்றும் சீரான தன்மை ஆகியவை எபிடாக்சியல் வேஃபர்களின் தரத்தை மதிப்பிடுவதற்கான முக்கிய குறிகாட்டிகளில் ஒன்றாகும். துல்லியமாக கட்டுப்படுத்தக்கூடிய தடிமன், டோப்பிங் செறிவு மற்றும் வேஃபருக்குள் சீரான தன்மை ஆகியவை செயல்திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்கான திறவுகோலாகும்.SiC மின் சாதனங்கள், மற்றும் எபிடாக்சியல் அடுக்கு தடிமன் மற்றும் டோப்பிங் செறிவு சீரான தன்மை ஆகியவை எபிடாக்சியல் உபகரணங்களின் செயல்முறை திறனை அளவிடுவதற்கான முக்கியமான அடிப்படைகளாகும்.
படம் 3, 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ தடிமன் சீரான தன்மை மற்றும் பரவல் வளைவைக் காட்டுகிறது.SiC எபிடாக்சியல் வேஃபர்கள். படத்தில் இருந்து எபிடாக்சியல் அடுக்கு தடிமன் விநியோக வளைவு வேஃபரின் மையப் புள்ளியைப் பற்றி சமச்சீராக இருப்பதைக் காணலாம். எபிடாக்சியல் செயல்முறை நேரம் 600கள், 150மிமீ எபிடாக்சியல் வேஃபரின் சராசரி எபிடாக்சியல் அடுக்கு தடிமன் 10.89 um, மற்றும் தடிமன் சீரான தன்மை 1.05% ஆகும். கணக்கீட்டின் மூலம், எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி விகிதம் 65.3 um/h ஆகும், இது ஒரு பொதுவான வேகமான எபிடாக்சியல் செயல்முறை நிலை. அதே எபிடாக்சியல் செயல்முறை நேரத்தின் கீழ், 200மிமீ எபிடாக்சியல் வேஃபரின் எபிடாக்சியல் அடுக்கு தடிமன் 10.10 um ஆகும், தடிமன் சீரான தன்மை 1.36% க்குள் உள்ளது, மேலும் ஒட்டுமொத்த வளர்ச்சி விகிதம் 60.60 um/h ஆகும், இது 150மிமீ எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி விகிதத்தை விட சற்று குறைவாக உள்ளது. ஏனென்றால், சிலிக்கான் மூலமும் கார்பன் மூலமும் வினை அறையின் மேல் நீரோட்டத்திலிருந்து வேஃபர் மேற்பரப்பு வழியாக வினை அறையின் கீழ்நோக்கி பாயும் போது வழியில் வெளிப்படையான இழப்பு ஏற்படுகிறது, மேலும் 200 மிமீ வேஃபர் பகுதி 150 மிமீ விட பெரியதாக இருக்கும். வாயு 200 மிமீ வேஃபரின் மேற்பரப்பு வழியாக நீண்ட தூரத்திற்கு பாய்கிறது, மேலும் வழியில் நுகரப்படும் மூல வாயு அதிகமாக இருக்கும். வேஃபர் தொடர்ந்து சுழலும் நிலையில், எபிடாக்சியல் அடுக்கின் ஒட்டுமொத்த தடிமன் மெல்லியதாக இருக்கும், எனவே வளர்ச்சி விகிதம் மெதுவாக இருக்கும். ஒட்டுமொத்தமாக, 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ எபிடாக்சியல் வேஃபர்களின் தடிமன் சீரான தன்மை சிறப்பாக உள்ளது, மேலும் உபகரணங்களின் செயல்முறை திறன் உயர்தர சாதனங்களின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும்.
2.2 எபிடாக்சியல் அடுக்கு டோப்பிங் செறிவு மற்றும் சீரான தன்மை
படம் 4, 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ அளவுகளில் ஊக்கமருந்து செறிவு சீரான தன்மை மற்றும் வளைவு பரவலைக் காட்டுகிறது.SiC எபிடாக்சியல் வேஃபர்கள். படத்தில் இருந்து பார்க்க முடிந்தபடி, எபிடாக்சியல் வேஃபரில் உள்ள செறிவு விநியோக வளைவு வேஃபரின் மையத்துடன் ஒப்பிடும்போது வெளிப்படையான சமச்சீர்நிலையைக் கொண்டுள்ளது. 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ எபிடாக்சியல் அடுக்குகளின் டோப்பிங் செறிவு சீரான தன்மை முறையே 2.80% மற்றும் 2.66% ஆகும், இது 3% க்குள் கட்டுப்படுத்தப்படலாம், இது ஒத்த சர்வதேச உபகரணங்களுக்கு ஒரு சிறந்த நிலை. எபிடாக்சியல் அடுக்கின் டோப்பிங் செறிவு வளைவு விட்டம் திசையில் "W" வடிவத்தில் விநியோகிக்கப்படுகிறது, இது முக்கியமாக கிடைமட்ட சூடான சுவர் எபிடாக்சியல் உலையின் ஓட்டப் புலத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் கிடைமட்ட காற்றோட்ட எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி உலையின் காற்றோட்ட திசை காற்று நுழைவாயில் முனையிலிருந்து (மேல்நோக்கி) மற்றும் கீழ்நோக்கிய முனையிலிருந்து வேஃபர் மேற்பரப்பு வழியாக லேமினார் முறையில் வெளியேறுகிறது; கார்பன் மூலத்தின் (C2H4) "வழியில் செல்லும் குறைப்பு" விகிதம் சிலிக்கான் மூலத்தை (TCS) விட அதிகமாக இருப்பதால், வேஃபர் சுழலும் போது, வேஃபர் மேற்பரப்பில் உள்ள உண்மையான C/Si படிப்படியாக விளிம்பிலிருந்து மையத்திற்கு குறைகிறது (மையத்தில் உள்ள கார்பன் மூலமானது குறைவாக உள்ளது), C மற்றும் N இன் "போட்டி நிலை கோட்பாட்டின்" படி, வேஃபரின் மையத்தில் உள்ள டோப்பிங் செறிவு படிப்படியாக விளிம்பை நோக்கி குறைகிறது, சிறந்த செறிவு சீரான தன்மையைப் பெறுவதற்காக, மையத்திலிருந்து விளிம்பிற்கு டோப்பிங் செறிவு குறைவதை மெதுவாக்க எபிடாக்சியல் செயல்முறையின் போது விளிம்பு N2 இழப்பீடாக சேர்க்கப்படுகிறது, இதனால் இறுதி டோப்பிங் செறிவு வளைவு "W" வடிவத்தை வழங்குகிறது.
2.3 எபிடாக்சியல் அடுக்கு குறைபாடுகள்
தடிமன் மற்றும் டோப்பிங் செறிவுக்கு கூடுதலாக, எபிடாக்சியல் அடுக்கு குறைபாடு கட்டுப்பாட்டின் அளவு எபிடாக்சியல் வேஃபர்களின் தரத்தை அளவிடுவதற்கான ஒரு முக்கிய அளவுருவாகவும், எபிடாக்சியல் உபகரணங்களின் செயல்முறை திறனின் முக்கிய குறிகாட்டியாகவும் உள்ளது. SBD மற்றும் MOSFET குறைபாடுகளுக்கு வெவ்வேறு தேவைகளைக் கொண்டிருந்தாலும், டிராப் குறைபாடுகள், முக்கோணக் குறைபாடுகள், கேரட் குறைபாடுகள், வால்மீன் குறைபாடுகள் போன்ற மிகவும் வெளிப்படையான மேற்பரப்பு உருவவியல் குறைபாடுகள் SBD மற்றும் MOSFET சாதனங்களின் கொலையாளி குறைபாடுகளாக வரையறுக்கப்படுகின்றன. இந்த குறைபாடுகளைக் கொண்ட சில்லுகளின் தோல்வியின் நிகழ்தகவு அதிகமாக உள்ளது, எனவே கொலையாளி குறைபாடுகளின் எண்ணிக்கையைக் கட்டுப்படுத்துவது சிப் விளைச்சலை மேம்படுத்துவதற்கும் செலவுகளைக் குறைப்பதற்கும் மிகவும் முக்கியமானது. படம் 5 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் வேஃபர்களின் கொலையாளி குறைபாடுகளின் விநியோகத்தைக் காட்டுகிறது. C/Si விகிதத்தில் வெளிப்படையான ஏற்றத்தாழ்வு இல்லை என்ற நிபந்தனையின் கீழ், கேரட் குறைபாடுகள் மற்றும் வால்மீன் குறைபாடுகளை அடிப்படையில் நீக்க முடியும், அதே நேரத்தில் துளி குறைபாடுகள் மற்றும் முக்கோணக் குறைபாடுகள் எபிடாக்சியல் உபகரணங்களின் செயல்பாட்டின் போது தூய்மைக் கட்டுப்பாடு, எதிர்வினை அறையில் உள்ள கிராஃபைட் பாகங்களின் தூய்மையின்மை நிலை மற்றும் அடி மூலக்கூறின் தரம் ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடையவை. அட்டவணை 2 இலிருந்து, 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ எபிடாக்சியல் வேஃபர்களின் கொலையாளி குறைபாடு அடர்த்தியை 0.3 துகள்கள்/செ.மீ2 க்குள் கட்டுப்படுத்த முடியும் என்பதைக் காணலாம், இது அதே வகை உபகரணங்களுக்கு ஒரு சிறந்த நிலை. 150 மிமீ எபிடாக்சியல் வேஃபரின் அபாயகரமான குறைபாடு அடர்த்தி கட்டுப்பாட்டு நிலை 200 மிமீ எபிடாக்சியல் வேஃபரை விட சிறந்தது. ஏனெனில் 150 மிமீ அடி மூலக்கூறு தயாரிப்பு செயல்முறை 200 மிமீ விட முதிர்ச்சியடைந்தது, அடி மூலக்கூறு தரம் சிறந்தது மற்றும் 150 மிமீ கிராஃபைட் எதிர்வினை அறையின் தூய்மையற்ற கட்டுப்பாட்டு நிலை சிறந்தது.
2.4 எபிடாக்சியல் வேஃபர் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை
படம் 6, 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் வேஃபர்களின் மேற்பரப்பின் AFM படங்களைக் காட்டுகிறது. 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ எபிடாக்சியல் வேஃபர்களின் மேற்பரப்பு வேர் சராசரி சதுர கரடுமுரடான Ra முறையே 0.129 nm மற்றும் 0.113 nm என்பதை படத்தில் இருந்து காணலாம், மேலும் எபிடாக்சியல் அடுக்கின் மேற்பரப்பு வெளிப்படையான மேக்ரோ-படி திரட்டல் நிகழ்வு இல்லாமல் மென்மையாக உள்ளது. இந்த நிகழ்வு எபிடாக்சியல் அடுக்கின் வளர்ச்சி எப்போதும் முழு எபிடாக்சியல் செயல்முறையின் போது படி ஓட்ட வளர்ச்சி பயன்முறையைப் பராமரிக்கிறது, மேலும் படி திரட்டல் எதுவும் ஏற்படாது என்பதைக் காட்டுகிறது. உகந்த எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி செயல்முறையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ குறைந்த கோண அடி மூலக்கூறுகளில் மென்மையான எபிடாக்சியல் அடுக்குகளைப் பெற முடியும் என்பதைக் காணலாம்.
3 முடிவுரை
150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ 4H-SiC ஒரே மாதிரியான எபிடாக்சியல் வேஃபர்கள், சுயமாக உருவாக்கப்பட்ட 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி உபகரணங்களைப் பயன்படுத்தி உள்நாட்டு அடி மூலக்கூறுகளில் வெற்றிகரமாக தயாரிக்கப்பட்டன, மேலும் 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீக்கு ஏற்ற ஒரே மாதிரியான எபிடாக்சியல் செயல்முறை உருவாக்கப்பட்டது. எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி விகிதம் 60 μm/h ஐ விட அதிகமாக இருக்கலாம். அதிவேக எபிடாக்சியல் தேவையை பூர்த்தி செய்யும் அதே வேளையில், எபிடாக்சியல் வேஃபர் தரம் சிறப்பாக உள்ளது. 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் வேஃபர்களின் தடிமன் சீரான தன்மையை 1.5% க்குள் கட்டுப்படுத்தலாம், செறிவு சீரான தன்மை 3% க்கும் குறைவாக உள்ளது, அபாயகரமான குறைபாடு அடர்த்தி 0.3 துகள்கள்/செ.மீ.2 க்கும் குறைவாக உள்ளது, மற்றும் எபிடாக்சியல் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை வேர் சராசரி சதுரம் Ra 0.15 nm க்கும் குறைவாக உள்ளது. எபிடாக்சியல் வேஃபர்களின் முக்கிய செயல்முறை குறிகாட்டிகள் தொழில்துறையில் மேம்பட்ட நிலையில் உள்ளன.
மூலம்: மின்னணு தொழில்துறை சிறப்பு உபகரணங்கள்
ஆசிரியர்: Xie Tianle, Li Ping, Yang Yu, Gong Xiaoliang, Ba Sai, Chen Guoqin, Wan Shengqiang
(48வது சீன மின்னணு தொழில்நுட்பக் குழும ஆராய்ச்சி நிறுவனம், சாங்ஷா, ஹுனான் 410111)
இடுகை நேரம்: செப்-04-2024