2 تەجرىبە نەتىجىلىرى ۋە مۇھاكىمىسى
2.1ئېپىتاكسىيال قەۋەتقېلىنلىقى ۋە بىردەكلىكى
ئېپىتاكسىيال قەۋەتنىڭ قېلىنلىقى، قوشۇلما قويۇقلۇقى ۋە بىردەكلىكى ئېپىتاكسىيال ۋافلىلارنىڭ سۈپىتىنى باھالاشتىكى ئاساسلىق كۆرسەتكۈچلەرنىڭ بىرى. توغرا كونترول قىلغىلى بولىدىغان قېلىنلىق، قوشۇلما قويۇقلۇقى ۋە ۋافلىنىڭ ئىچىدىكى بىردەكلىك ئۇنىڭ ئىقتىدارى ۋە مۇقىملىقىغا كاپالەتلىك قىلىشنىڭ ئاچقۇچى.SiC توك ئۈسكۈنىلىرى، ھەمدە ئېپىتاكسىيال قەۋەتنىڭ قېلىنلىقى ۋە قوشۇلما قويۇقلۇقىنىڭ بىردەكلىكىمۇ ئېپىتاكسىيال ئۈسكۈنىلىرىنىڭ جەريان ئىقتىدارىنى ئۆلچەشتىكى مۇھىم ئاساس.
3-رەسىمدە 150 مىللىمېتىر ۋە 200 مىللىمېتىرنىڭ قېلىنلىق بىردەكلىكى ۋە تەقسىملىنىش ئەگرى سىزىقى كۆرسىتىلگەن.SiC ئېپىتاكسىيال ۋافېرلىرىرەسىمدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، ئېپىتاكسىيە قەۋىتى قېلىنلىقىنىڭ تەقسىملىنىش ئەگرى سىزىقى ۋافېرنىڭ مەركىزى نۇقتىسىغا نىسبەتەن سىممېترىك. ئېپىتاكسىيە جەريانى ۋاقتى 600 سېكۇنت، 150 مىللىمېتىرلىق ئېپىتاكسىيە ۋافېرنىڭ ئوتتۇرىچە ئېپىتاكسىيە قەۋىتى قېلىنلىقى 10.89 um، قېلىنلىقىنىڭ بىردەكلىكى %1.05. ھېسابلاش ئارقىلىق، ئېپىتاكسىيە ئۆسۈش سۈرئىتى سائىتىگە 65.3 um بولۇپ، بۇ ئادەتتىكى تېز ئېپىتاكسىيە جەريانى سەۋىيەسى. ئوخشاش ئېپىتاكسىيە جەريانى ۋاقتى ئاستىدا، 200 مىللىمېتىرلىق ئېپىتاكسىيە ۋافېرنىڭ ئېپىتاكسىيە قەۋىتىنىڭ قېلىنلىقى 10.10 um، قېلىنلىقىنىڭ بىردەكلىكى %1.36 ئىچىدە، ئومۇمىي ئۆسۈش سۈرئىتى سائىتىگە 60.60 um، بۇ 150 مىللىمېتىرلىق ئېپىتاكسىيە ئۆسۈش سۈرئىتىدىن سەل تۆۋەن. چۈنكى كرېمنىي مەنبەسى ۋە كاربون مەنبەسى رېئاكسىيە كامېراسىنىڭ ئۈستۈنكى ئېقىمىدىن ۋافېر يۈزى ئارقىلىق رېئاكسىيە كامېراسىنىڭ ئاستىنقى ئېقىمىغا قاراپ ئېقىۋاتقاندا، يول بويى روشەن يوقىتىش كۆرۈلىدۇ، ھەمدە 200 مىللىمېتىرلىق ۋافېر كۆلىمى 150 مىللىمېتىرلىق ۋافېر كۆلىمىدىن چوڭ بولىدۇ. گاز 200 مىللىمېتىرلىق ۋافېر يۈزىدىن ئۇزۇنراق ئارىلىقتا ئېقىپ ئۆتىدۇ، يول بويى سەرپ قىلىنىدىغان مەنبە گازى تېخىمۇ كۆپ بولىدۇ. ۋافېر ئايلىنىشنى داۋاملاشتۇرغان ئەھۋال ئاستىدا، ئېپىتاكسىيە قەۋىتىنىڭ ئومۇمىي قېلىنلىقى نېپىز بولىدۇ، شۇڭا ئۆسۈش سۈرئىتى ئاستىلايدۇ. ئومۇمەن قىلىپ ئېيتقاندا، 150 مىللىمېتىرلىق ۋە 200 مىللىمېتىرلىق ئېپىتاكسىيە ۋافېرلىرىنىڭ قېلىنلىق بىردەكلىكى ناھايىتى ياخشى، ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىشلەپچىقىرىش ئىقتىدارى يۇقىرى سۈپەتلىك ئۈسكۈنىلەرنىڭ تەلىپىگە ماس كېلىدۇ.
2.2 ئېپىتاكسىيال قەۋەتنىڭ قوشۇلۇش قويۇقلۇقى ۋە بىردەكلىكى
4-رەسىمدە 150 مىللىمېتىر ۋە 200 مىللىمېتىرنىڭ دوپپا قويۇقلۇقىنىڭ بىردەكلىكى ۋە ئەگرى سىزىق تەقسىملىنىشى كۆرسىتىلگەن.SiC ئېپىتاكسىيال ۋافېرلىرىرەسىمدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، ئېپىتاكسىيال ۋافېردىكى قويۇقلۇق تەقسىملىنىش ئەگرى سىزىقى ۋافېرنىڭ مەركىزىگە نىسبەتەن روشەن سىممېترىيەگە ئىگە. 150 مىللىمېتىرلىق ۋە 200 مىللىمېتىرلىق ئېپىتاكسىيال قەۋەتلەرنىڭ قوشۇلما قويۇقلۇق بىردەكلىكى ئايرىم-ئايرىم ھالدا %2.80 ۋە %2.66 بولۇپ، بۇنى %3 ئىچىدە كونترول قىلغىلى بولىدۇ، بۇ ئوخشاش خەلقئارالىق ئۈسكۈنىلەر ئۈچۈن ئەلا سەۋىيە. ئېپىتاكسىيال قەۋەتنىڭ قوشۇلما قويۇقلۇق ئەگرى سىزىقى دىئامېتىر يۆنىلىشى بويىچە «W» شەكلىدە تارقالغان بولۇپ، بۇ ئاساسلىقى گورىزونتال ئىسسىق تام ئېپىتاكسىيال ئوچاقنىڭ ئېقىم مەيدانى تەرىپىدىن بەلگىلىنىدۇ، چۈنكى گورىزونتال ھاۋا ئېقىمى ئېپىتاكسىيال ئۆسۈش ئوچاقنىڭ ھاۋا ئېقىمى يۆنىلىشى ھاۋا كىرىش ئۇچىدىن (ئۈستى ئېقىم) بولۇپ، تۆۋەنكى ئېقىم ئۇچىدىن ۋافېر يۈزى ئارقىلىق لامىنار شەكىلدە ئېقىپ چىقىدۇ؛ چۈنكى كاربون مەنبەسىنىڭ (C2H4) «يول بويىدىكى ئازىيىش» سۈرئىتى كرېمنىي مەنبەسىدىن (TCS) يۇقىرى، ۋافېر ئايلانغاندا، ۋافېر يۈزىدىكى ئەمەلىي C/Si گىرۋەكتىن مەركەزگە قاراپ ئاستا-ئاستا تۆۋەنلەيدۇ (مەركەزدىكى كاربون مەنبەسى ئازراق)، C ۋە N نىڭ «رىقابەت ئورنى نەزەرىيىسى» گە ئاساسلانغاندا، ۋافېرنىڭ مەركىزىدىكى قوشما قويۇقلۇقى گىرۋەككە قاراپ ئاستا-ئاستا تۆۋەنلەيدۇ، ئېسىل قويۇقلۇق بىردەكلىكىگە ئېرىشىش ئۈچۈن، ئېپىتاكسىيە جەريانىدا مەركەزدىن گىرۋەككە قوشما قويۇقلۇقىنىڭ تۆۋەنلىشىنى ئاستىلىتىش ئۈچۈن گىرۋەك N2 قوشۇلىدۇ، شۇڭا ئاخىرقى قوشما قويۇقلۇقى ئەگرى سىزىقى «W» شەكلىنى كۆرسىتىدۇ.
2.3 ئېپىتاكسىيال قەۋەت كەمتۈكلۈكلىرى
قېلىنلىقى ۋە قوشۇلما قويۇقلۇقىدىن باشقا، ئېپىتاكسىيال قەۋەت كەمتۈكلۈكىنى كونترول قىلىش سەۋىيەسىمۇ ئېپىتاكسىيال ۋافېرلارنىڭ سۈپىتىنى ئۆلچەشتىكى ئاساسلىق پارامېتىر ۋە ئېپىتاكسىيال ئۈسكۈنىلەرنىڭ جەريان ئىقتىدارىنىڭ مۇھىم كۆرسەتكۈچى. SBD ۋە MOSFET نىڭ كەمتۈكلۈكلەرگە بولغان تەلىپى ئوخشىمىسىمۇ، چۈشۈش كەمتۈكلۈكى، ئۈچبۇلۇڭ كەمتۈكلۈكى، سەۋزە كەمتۈكلۈكى، كومېتا كەمتۈكلۈكى قاتارلىق تېخىمۇ روشەن يۈزەكى مورفولوگىيە كەمتۈكلۈكلىرى SBD ۋە MOSFET ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئۆلۈم كەمتۈكلۈكى دەپ ئېنىقلىنىدۇ. بۇ كەمتۈكلۈكلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالغان چىپلارنىڭ مەغلۇب بولۇش ئېھتىماللىقى يۇقىرى، شۇڭا ئۆلۈم كەمتۈكلۈكلىرىنىڭ سانىنى كونترول قىلىش چىپ مەھسۇلاتىنى ئاشۇرۇش ۋە چىقىمنى تۆۋەنلىتىش ئۈچۈن ئىنتايىن مۇھىم. 5-رەسىمدە 150 مىللىمېتىر ۋە 200 مىللىمېتىرلىق SiC ئېپىتاكسىيال ۋافېرلارنىڭ ئۆلۈم كەمتۈكلۈكلىرىنىڭ تەقسىملىنىشى كۆرسىتىلگەن. C/Si نىسبىتىدە روشەن تەڭپۇڭسىزلىق بولمىغان ئەھۋال ئاستىدا، سەۋزە كەمتۈكلۈكى ۋە كومېتا كەمتۈكلۈكلىرىنى ئاساسەن يوقاتقىلى بولىدۇ، چۈشۈش كەمتۈكلۈكى ۋە ئۈچبۇلۇڭ كەمتۈكلۈكى بولسا ئېپىتاكسىيال ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىشلىتىلىش جەريانىدىكى پاكىزلىقنى كونترول قىلىش، رېئاكسىيە كامېراسىدىكى گرافىت قىسىملىرىنىڭ ئارىلاشما دەرىجىسى ۋە ئاساسىي قاتلامنىڭ سۈپىتى بىلەن مۇناسىۋەتلىك. 2-جەدۋەلدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، 150 مىللىمېتىرلىق ۋە 200 مىللىمېتىرلىق ئېپىتاكسىيال ۋافلىلارنىڭ ئۆلۈمگە ئېلىپ بارىدىغان كەمتۈكلۈك زىچلىقىنى 0.3 زەررىچە/cm2 ئىچىدە كونترول قىلغىلى بولىدۇ، بۇ ئوخشاش تىپتىكى ئۈسكۈنىلەر ئۈچۈن ئەلا سەۋىيە. 150 مىللىمېتىرلىق ئېپىتاكسىيال ۋافلىنىڭ ئۆلۈمگە ئېلىپ بارىدىغان كەمتۈكلۈك زىچلىقىنى كونترول قىلىش دەرىجىسى 200 مىللىمېتىرلىق ئېپىتاكسىيال ۋافلىغا قارىغاندا ياخشى. چۈنكى 150 مىللىمېتىرلىق ئاساس تەييارلاش جەريانى 200 مىللىمېتىرلىق ئاساسقا قارىغاندا پىشىپ يېتىلگەن، ئاساس سۈپىتى ياخشى، 150 مىللىمېتىرلىق گرافىت رېئاكسىيە كامېراسىنىڭ ئارىلاشما كونترول دەرىجىسى ياخشى.
2.4 ئېپىتاكسىيال ۋافېر يۈزىنىڭ پۇچۇقلۇقى
6-رەسىمدە 150 مىللىمېتىر ۋە 200 مىللىمېتىرلىق SiC ئېپىتاكسىيال ۋافېرلىرىنىڭ يۈزىنىڭ AFM رەسىملىرى كۆرسىتىلگەن. رەسىمدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، 150 مىللىمېتىر ۋە 200 مىللىمېتىرلىق ئېپىتاكسىيال ۋافېرلىرىنىڭ يۈزىنىڭ ئوتتۇرىچە كۋادرات شەكىللىك نازۇكلىقى Ra ئايرىم-ئايرىم ھالدا 0.129 nm ۋە 0.113 nm بولۇپ، ئېپىتاكسىيال قەۋەتنىڭ يۈزى سىلىق بولۇپ، ماكرو باسقۇچلۇق يىغىلىش ھادىسىسى كۆرۈلمەيدۇ. بۇ ھادىسىدىن كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، ئېپىتاكسىيال قەۋەتنىڭ ئۆسۈشى پۈتۈن ئېپىتاكسىيال جەرياندا ھەمىشە باسقۇچلۇق ئېقىم ئۆسۈش ھالىتىنى ساقلايدۇ، ھەمدە باسقۇچلۇق يىغىلىش يۈز بەرمەيدۇ. كۆرۈۋېلىشقا بولىدۇكى، ئەلالاشتۇرۇلغان ئېپىتاكسىيال ئۆسۈش جەريانىنى ئىشلىتىش ئارقىلىق، 150 مىللىمېتىر ۋە 200 مىللىمېتىرلىق تۆۋەن بۇلۇڭلۇق ئاساسىي تاختىلاردا سىلىق ئېپىتاكسىيال قەۋەتلەرگە ئېرىشكىلى بولىدۇ.
3 خۇلاسە
150 مىللىمېتىرلىق ۋە 200 مىللىمېتىرلىق 4H-SiC بىر خىل ئېپىتاكسىيال ۋافرىلىرى ئۆزى تەرەققىي قىلدۇرغان 200 مىللىمېتىرلىق SiC ئېپىتاكسىيال ئۆستۈرۈش ئۈسكۈنىسى ئارقىلىق ئۆيدە ياسالغان ئاساستا مۇۋەپپەقىيەتلىك تەييارلاندى، ھەمدە 150 مىللىمېتىر ۋە 200 مىللىمېتىرغا ماس كېلىدىغان بىر خىل ئېپىتاكسىيال جەريان تەرەققىي قىلدۇرۇلدى. ئېپىتاكسىيال ئۆسۈش سۈرئىتى 60 μm/h دىن يۇقىرى بولالايدۇ. يۇقىرى سۈرئەتلىك ئېپىتاكسىيال تەلىپىگە يېتىش بىلەن بىرگە، ئېپىتاكسىيال ۋافرىنىڭ سۈپىتى ئەلا. 150 مىللىمېتىرلىق ۋە 200 مىللىمېتىرلىق SiC ئېپىتاكسىيال ۋافرىلىرىنىڭ قېلىنلىقىنىڭ بىردەكلىكىنى %1.5 ئىچىدە كونترول قىلغىلى بولىدۇ، قويۇقلۇقىنىڭ بىردەكلىكىنى %3 تىن تۆۋەن، ئۆلۈمگە ئېلىپ بارىدىغان كەمتۈكلۈك زىچلىقى 0.3 زەررىچە/cm2 دىن تۆۋەن، ئېپىتاكسىيال يۈزەكى پۇچۇقلۇقنىڭ ئوتتۇرىچە كۋادرات Ra 0.15 nm دىن تۆۋەن. ئېپىتاكسىيال ۋافرىلارنىڭ يادرولۇق جەريان كۆرسەتكۈچلىرى كەسىپتىكى ئىلغار سەۋىيەدە.
مەنبە: ئېلېكترون سانائىتى ئالاھىدە ئۈسكۈنىلىرى
ئاپتور: شيې تيەنلې ، لى پىڭ ، ياڭ يۈ ، گوڭ شياۋياڭ ، با سەي ، چېن گۇچىن ، ۋەن شېڭچياڭ
(جۇڭگو ئېلېكترون تېخنىكىسى گۇرۇھى شىركىتىنىڭ 48-تەتقىقات ئىنستىتۇتى، چاڭشا، خۇنەن 410111)
ئېلان قىلىنغان ۋاقىت: 2024-يىلى 9-ئاينىڭ 4-كۈنى