2 עקספּערימענטאַלע רעזולטאַטן און דיסקוסיע
2.1עפּיטאַקסיאַל שיכטגרעב און איינהייטלעכקייט
עפּיטאַקסיאַל שיכט גרעב, דאָפּינג קאָנצענטראַציע און איינהייטלעכקייט זענען איינער פון די הויפּט אינדיקאַטאָרן פֿאַר משפטן די קוואַליטעט פון עפּיטאַקסיאַל וועיפערס. אַקיעראַטלי קאַנטראָולד גרעב, דאָפּינג קאָנצענטראַציע און איינהייטלעכקייט אין די וועיפער זענען דער שליסל צו ענשור די פאָרשטעלונג און קאָנסיסטענסי פוןSiC מאַכט דעוויסעס, און עפּיטאַקסיאַל שיכטע גרעב און דאָפּינג קאַנסאַנטריישאַן יונאַפאָרמאַטי זענען אויך וויכטיקע באַזעס פֿאַר מעסטן די פּראָצעס קייפּאַבילאַטי פון עפּיטאַקסיאַל ויסריכט.
פיגור 3 ווייזט די גרעב איינהייטלעכקייט און פאַרשפּרייטונג קורווע פון 150 מם און 200 מםSiC עפּיטאַקסיאַל וועיפערסמען קען זען פון דער פיגור אז די עפּיטאַקסיאַל שיכט גרעב פאַרשפּרייטונג קורווע איז סימעטריש אַרום דעם צענטער פונקט פון די וועיפער. די עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס צייט איז 600 סעקונדעס, די דורכשניטלעך עפּיטאַקסיאַל שיכט גרעב פון די 150 מם עפּיטאַקסיאַל וועיפער איז 10.89 µm, און די גרעב יונאַפאָרמאַטי איז 1.05%. לויט חשבון, די עפּיטאַקסיאַל וווּקס קורס איז 65.3 µm/h, וואָס איז אַ טיפּיש שנעל עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס מדרגה. אונטער דער זעלביקער עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס צייט, די עפּיטאַקסיאַל שיכט גרעב פון די 200 מם עפּיטאַקסיאַל וועיפער איז 10.10 µm, די גרעב יונאַפאָרמאַטי איז ין 1.36%, און די קוילעלדיק וווּקס קורס איז 60.60 µm/h, וואָס איז אַ ביסל נידעריקער ווי די 150 מם עפּיטאַקסיאַל וווּקס קורס. דאָס איז ווײַל עס איז קלאָר אַז די סיליקאָן קוואַל און קאַרבאָן קוואַל פליסן פֿון אויבן דער רעאַקציע קאַמער דורך דער וועיפער ייבערפלאַך צו אונטן פֿון דער רעאַקציע קאַמער, און די 200 מם וועיפער שטח איז גרעסער ווי די 150 מם. דער גאַז פליסט דורך דער ייבערפלאַך פֿון דעם 200 מם וועיפער פֿאַר אַ לענגערע דיסטאַנץ, און דער קוואַל גאַז וואָס ווערט קאָנסומירט אויפֿן וועג איז מער. אונטער דער באַדינגונג אַז דער וועיפער דרייט זיך שטענדיק, איז די אַלגעמיינע גרעב פֿון דער עפּיטאַקסיאַל שיכט דינער, אַזוי די וואוקס קורס איז שטייטער. אין אַלגעמיין, די גרעב איינהייטלעכקייט פֿון 150 מם און 200 מם עפּיטאַקסיאַל וועיפערס איז אויסגעצייכנט, און די פּראָצעס קייפּאַבילאַטי פֿון די ויסריכט קען מקיים זײַן די באדערפענישן פֿון הויך-קוואַליטעט דעוויסעס.
2.2 עפּיטאַקסיאַל שיכט דאָפּינג קאָנצענטראַציע און יונאַפאָרמאַטי
פיגור 4 ווייזט די דאָפּינג קאָנצענטראַציע יוניפאָרמאַטי און קורווע פאַרשפּרייטונג פון 150 מם און 200 מםSiC עפּיטאַקסיאַל וועיפערסווי מען קען זען פון דער פיגור, די קאנצענטראציע פארטיילונג קורווע אויף די עפּיטאַקסיאַל וועיפער האט קלארע סימעטריע אין באַצוג צו דעם צענטער פון די וועיפער. די דאָפּינג קאנצענטראציע איינהייטלעכקייט פון די 150 מם און 200 מם עפּיטאַקסיאַל שיכטן איז 2.80% און 2.66% ריספּעקטיוולי, וואָס קען קאָנטראָלירט ווערן אין 3%, וואָס איז אַן אויסגעצייכנט מדרגה פֿאַר ענלעכע אינטערנאַציאָנאַלע ויסריכט. די דאָפּינג קאנצענטראציע קורווע פון די עפּיטאַקסיאַל שיכט איז פארטיילט אין אַ "W" פאָרעם צוזאמען די דיאַמעטער ריכטונג, וואָס איז דער הויפּט באַשטימט דורך די לויפן פעלד פון די האָריזאָנטאַל הייס וואַנט עפּיטאַקסיאַל אויוון, ווייַל די לופט לויפן ריכטונג פון די האָריזאָנטאַל לופט לויפן עפּיטאַקסיאַל וווּקס אויוון איז פון די לופט אַרייַנגאַנג סוף (אַפּסטרים) און פליסט אויס פון די דאַונסטרים סוף אין אַ לאַמינאַר שטייגער דורך די וועיפער ייבערפלאַך; ווייל די "אויפן וועג אויסשעפּונג" ראטע פון דער קוילן מקור (C2H4) איז העכער ווי די פון דער סיליקאן מקור (TCS), ווען דער וועיפער דרייט זיך, די פאקטישע C/Si אויף דער וועיפער ייבערפלאַך ביסלעכווייַז פאַרקלענערט זיך פון דעם ברעג צו דעם צענטער (די קוילן מקור אין דעם צענטער איז ווייניקער), לויט דער "קאָנקורענץ פּאָזיציע טעאָריע" פון C און N, די דאָפּינג קאָנצענטראַציע אין דעם צענטער פון דעם וועיפער ביסלעכווייַז פאַרקלענערט זיך צו דעם ברעג, כּדי צו באַקומען אַן אויסגעצייכנטע קאָנצענטראַציע איינהייטלעכקייט, ווערט דער ברעג N2 צוגעגעבן ווי קאָמפּענסאַציע בעת דעם עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס צו פאַרלאַנגזאַמען די פאַרקלענערונג אין דאָפּינג קאָנצענטראַציע פון דעם צענטער צו דעם ברעג, אַזוי אַז די לעצטע דאָפּינג קאָנצענטראַציע קורווע פּרעזענטירט אַ "W" פאָרעם.
2.3 עפּיטאַקסיאַל שיכט דעפעקטן
אין צוגאב צו גרעב און דאָפּינג קאָנצענטראַציע, איז דער לעוועל פון עפּיטאַקסיאַל שיכט דעפעקט קאָנטראָל אויך אַ קערן פּאַראַמעטער פֿאַר מעסטן די קוואַליטעט פון עפּיטאַקסיאַל וועיפערס און אַ וויכטיקער אינדיקאַטאָר פון דער פּראָצעס קייפּאַבילאַטי פון עפּיטאַקסיאַל ויסריכט. כאָטש SBD און MOSFET האָבן אַנדערע רעקווירעמענץ פֿאַר דעפעקטן, די מער קלאָרע ייבערפלאַך מאָרפאָלאָגיע דעפעקטן אַזאַ ווי דראָפּ דעפעקטן, טרייענגל דעפעקטן, קאַראָט דעפעקטן, קאָמעט דעפעקטן, עטק. זענען דעפינירט ווי קילער דעפעקטן פון SBD און MOSFET דעוויסעס. די וואַרשיינלעכקייט פון דורכפאַל פון טשיפּס מיט די דעפעקטן איז הויך, אַזוי קאָנטראָלירן די נומער פון קילער דעפעקטן איז גאָר וויכטיק פֿאַר פֿאַרבעסערן טשיפּ ייעלד און רעדוצירן קאָס. פיגור 5 ווייזט די פאַרשפּרייטונג פון קילער דעפעקטן פון 150 מם און 200 מם SiC עפּיטאַקסיאַל וועיפערס. אונטער דער באַדינגונג אַז עס איז קיין קלאָרע ימבאַלאַנס אין די C/Si פאַרהעלטעניש, קענען קאַראָט דעפעקטן און קאָמעט דעפעקטן זיין באַסיקאַלי ילימאַנייטאַד, בשעת דראָפּ דעפעקטן און טרייענגל דעפעקטן זענען שייך צו די ריינקייט קאָנטראָל בעשאַס די אָפּעראַציע פון עפּיטאַקסיאַל ויסריכט, די פאַרפּעסטיקונג לעוועל פון גראַפיט טיילן אין די רעאַקציע קאַמער, און די קוואַליטעט פון די סאַבסטראַט. פון טאַבעלע 2, קען מען זען אַז די קילער דעפעקט געדיכטקייט פון 150 מם און 200 מם עפּיטאַקסיאַל וועיפערס קען קאָנטראָלירט ווערן אין 0.3 פּאַרטיקאַלז/קמ2, וואָס איז אַן אויסגעצייכנט לעוועל פֿאַר דער זעלביקער טיפּ עקוויפּמענט. די פאַטאַל דעפעקט געדיכטקייט קאָנטראָל לעוועל פון 150 מם עפּיטאַקסיאַל וועיפערס איז בעסער ווי די פון 200 מם עפּיטאַקסיאַל וועיפערס. דאָס איז ווייַל דער סאַבסטראַט צוגרייטונג פּראָצעס פון 150 מם איז מער דערוואַקסן ווי די פון 200 מם, די סאַבסטראַט קוואַליטעט איז בעסער, און די פאַרפּעסטיקונג קאָנטראָל לעוועל פון 150 מם גראַפיט רעאַקציע קאַמער איז בעסער.
2.4 עפּיטאַקסיאַל וועיפער ייבערפלאַך ראַפנאַס
פיגור 6 ווייזט די AFM בילדער פון דער ייבערפלאַך פון 150 מ"מ און 200 מ"מ SiC עפּיטאַקסיאַל וועיפערס. מען קען זען פון דער פיגור אַז די ייבערפלאַך וואָרצל מיטל קוואַדראַט ראַפנאַס Ra פון 150 מ"מ און 200 מ"מ עפּיטאַקסיאַל וועיפערס איז 0.129 נם און 0.113 נם ריספּעקטיוולי, און די ייבערפלאַך פון דער עפּיטאַקסיאַל שיכט איז גלאַט אָן קלאָרע מאַקראָ-סטעפּ אַגרעגאַציע דערשיינונג. דער דערשיינונג ווייזט אַז דער וווּקס פון דער עפּיטאַקסיאַל שיכט האַלט שטענדיק די סטעפּ פלאָו וווּקס מאָדע בעשאַס דעם גאַנצן עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס, און קיין סטעפּ אַגרעגאַציע פּאַסירט נישט. מען קען זען אַז דורך ניצן דעם אָפּטימיזירטן עפּיטאַקסיאַל וווּקס פּראָצעס, קענען גלאַטע עפּיטאַקסיאַל שיכטן באַקומען ווערן אויף 150 מ"מ און 200 מ"מ נידעריק-ווינקל סאַבסטראַטן.
3 מסקנא
די 150 מ"מ און 200 מ"מ 4H-SiC האָמאָגענע עפּיטאַקסיאַל וועיפערס זענען געראָטן צוגעגרייט געוואָרן אויף היגע סאַבסטראַטן ניצנדיק די זעלבסט-אַנטוויקלטע 200 מ"מ SiC עפּיטאַקסיאַל וווּקס עקוויפּמענט, און דער האָמאָגענע עפּיטאַקסיאַל פּראָצעס פּאַסיק פֿאַר 150 מ"מ און 200 מ"מ איז דעוועלאָפּעד געוואָרן. די עפּיטאַקסיאַל וווּקס קורס קען זיין גרעסער ווי 60 מיקראָמעטער/שעה. כאָטש עס טרעפט די הויך-גיכקייַט עפּיטאַקסי פאָדערונג, איז די עפּיטאַקסיאַל וועיפער קוואַליטעט אויסגעצייכנט. די גרעב יוניפאָרמאַטי פון די 150 מ"מ און 200 מ"מ SiC עפּיטאַקסיאַל וועיפערס קען קאָנטראָלירט ווערן אין 1.5%, די קאָנצענטראַציע יוניפאָרמאַטי איז ווייניקער ווי 3%, די פאַטאַל דעפעקט געדיכטקייט איז ווייניקער ווי 0.3 פּאַרטיקאַלז/קמ2, און די עפּיטאַקסיאַל ייבערפלאַך ראַפנאַס וואָרצל מיטל קוואַדראַט Ra איז ווייניקער ווי 0.15 נאַנאָמעטער. די קערן פּראָצעס ינדיקאַטאָרן פון די עפּיטאַקסיאַל וועיפערס זענען אויף דעם אַוואַנסירטן מדרגה אין דער אינדוסטריע.
מקור: עלעקטראָנישע אינדוסטריע ספּעציעלע עקוויפּמענט
מחבר: Xie Tianle, Li Ping, Yang Yu, Gong Xiaoliang, Ba Sai, Chen Guoqin, Wan Shengqiang
(48סטער פאָרשונג אינסטיטוט פון כינע עלעקטראָניק טעכנאָלאָגיע גרופע קאָרפּאָראַציע, טשאַנגשאַ, הונאַן 410111)
פּאָסט צייט: סעפּטעמבער 04, 2024