सिलिकॉन कार्बाइड एपिटॅक्सियल ग्रोथ इक्विपमेंटवर ऑप्टिमाइझ आणि अनुवादित सामग्री

सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) सब्सट्रेट्समध्ये असंख्य दोष आहेत जे थेट प्रक्रियेस प्रतिबंध करतात. चिप वेफर्स तयार करण्यासाठी, एपिटॅक्सियल प्रक्रियेद्वारे SiC सब्सट्रेटवर एक विशिष्ट सिंगल-क्रिस्टल फिल्म वाढवणे आवश्यक आहे. हा चित्रपट एपिटॅक्सियल लेयर म्हणून ओळखला जातो. जवळजवळ सर्व SiC उपकरणे epitaxial सामग्रीवर साकारली जातात आणि उच्च-गुणवत्तेचे homoepitaxial SiC साहित्य SiC उपकरण विकासाचा पाया तयार करतात. एपिटॅक्सियल सामग्रीची कार्यक्षमता थेट SiC उपकरणांची कार्यक्षमता निर्धारित करते.

उच्च-वर्तमान आणि उच्च-विश्वसनीयता SiC उपकरणे पृष्ठभाग आकारविज्ञान, दोष घनता, डोपिंग एकसमानता आणि जाडीची एकसमानता यावर कठोर आवश्यकता लादतात.एपिटॅक्सियलसाहित्य SiC उद्योगाच्या विकासासाठी मोठा-आकार, कमी-दोष घनता आणि उच्च-एकरूपता SiC epitaxy प्राप्त करणे महत्त्वपूर्ण बनले आहे.

उच्च-गुणवत्तेची SiC epitaxy निर्मिती प्रगत प्रक्रिया आणि उपकरणांवर अवलंबून असते. सध्या, SiC epitaxial वाढीसाठी सर्वात मोठ्या प्रमाणावर वापरलेली पद्धत आहेरासायनिक वाष्प जमा (CVD).CVD एपिटॅक्सियल फिल्मची जाडी आणि डोपिंग एकाग्रता, कमी दोष घनता, मध्यम वाढ दर आणि स्वयंचलित प्रक्रिया नियंत्रण यावर अचूक नियंत्रण देते, ज्यामुळे ते यशस्वी व्यावसायिक अनुप्रयोगांसाठी एक विश्वासार्ह तंत्रज्ञान बनते.

SiC CVD एपिटॅक्सीसाधारणपणे हॉट-वॉल किंवा वॉर्म-वॉल सीव्हीडी उपकरणे वापरतात. वाढीचे उच्च तापमान (1500–1700°C) 4H-SiC स्फटिकासारखे फॉर्म चालू ठेवण्याची खात्री देते. गॅस प्रवाहाची दिशा आणि थर पृष्ठभाग यांच्यातील संबंधांवर आधारित, या CVD प्रणालींच्या प्रतिक्रिया कक्षांचे क्षैतिज आणि अनुलंब संरचनांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते.

SiC एपिटॅक्सियल फर्नेसेसच्या गुणवत्तेचे मूल्यांकन प्रामुख्याने तीन पैलूंवर केले जाते: एपिटॅक्सियल वाढ कार्यप्रदर्शन (जाडीची एकसमानता, डोपिंग एकसमानता, दोष दर आणि वाढीचा दर यासह), उपकरणांचे तापमान कार्यप्रदर्शन (हीटिंग/कूलिंग दर, कमाल तापमान आणि तापमान एकसारखेपणासह). ), आणि किंमत-प्रभावीता (युनिट किंमत आणि उत्पादन क्षमतेसह).

तीन प्रकारच्या SiC एपिटॅक्सियल ग्रोथ फर्नेसमधील फरक

1. हॉट-वॉल क्षैतिज CVD प्रणाली:

-वैशिष्ट्ये:सामान्यत: गॅस फ्लोटेशन रोटेशनद्वारे चालविल्या जाणाऱ्या सिंगल-वेफर मोठ्या-आकाराच्या ग्रोथ सिस्टम्स वैशिष्ट्यीकृत करतात, उत्कृष्ट इंट्रा-वेफर मेट्रिक्स प्राप्त करतात.

-प्रतिनिधी मॉडेल:LPE चे Pe1O6, 900°C वर स्वयंचलित वेफर लोडिंग/अनलोडिंग करण्यास सक्षम. उच्च वाढ दर, लहान एपिटॅक्सियल सायकल आणि सातत्यपूर्ण इंट्रा-वेफर आणि इंटर-रन कामगिरीसाठी ओळखले जाते.

-कामगिरी:≤30μm जाडी असलेल्या 4-6 इंच 4H-SiC एपिटॅक्सियल वेफर्ससाठी, ते इंट्रा-वेफर जाडी नॉन-एकरूपता ≤2%, डोपिंग एकाग्रता नॉन-एकरूपता ≤5%, पृष्ठभाग दोष घनता ≤1 सेमी-², आणि दोषमुक्त मिळवते. पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ (2mm×2mm पेशी) ≥90%.

-देशांतर्गत उत्पादक: Jingsheng Mechatronics, CETC 48, North Huachuang आणि Nasset Intelligent सारख्या कंपन्यांनी स्केल-अप उत्पादनासह समान सिंगल-वेफर SiC एपिटॅक्सियल उपकरणे विकसित केली आहेत.

2. उबदार-भिंत प्लॅनेटरी CVD प्रणाली:

-वैशिष्ट्ये:प्रति बॅच मल्टी-वेफर वाढीसाठी ग्रहांच्या मांडणीचे तळ वापरा, आउटपुट कार्यक्षमतेत लक्षणीय सुधारणा करा.

-प्रतिनिधी मॉडेल:Aixtron ची AIXG5WWC (8x150mm) आणि G10-SiC (9x150mm किंवा 6x200mm) मालिका.

-कामगिरी:≤10μm जाडी असलेल्या 6-इंच 4H-SiC एपिटॅक्सियल वेफर्ससाठी, ते इंटर-वेफर जाडी विचलन ±2.5%, इंट्रा-वेफर जाडी नॉन-एकरूपता 2%, इंटर-वेफर डोपिंग एकाग्रता विचलन ±5% आणि इंट्रा-वेफर डोपिंग प्राप्त करते. एकाग्रता गैर-एकरूपता <2%.

-आव्हाने:बॅच उत्पादन डेटाचा अभाव, तापमान आणि प्रवाह क्षेत्र नियंत्रणातील तांत्रिक अडथळे आणि मोठ्या प्रमाणावर अंमलबजावणी न करता चालू असलेल्या R&D यांमुळे देशांतर्गत बाजारपेठांमध्ये मर्यादित अवलंब.

3. अर्ध-हॉट-वॉल वर्टिकल सीव्हीडी सिस्टम्स:

- वैशिष्ट्ये:हाय-स्पीड सब्सट्रेट रोटेशनसाठी बाह्य यांत्रिक सहाय्य वापरा, सीमा स्तराची जाडी कमी करा आणि एपिटॅक्सियल वाढीचा दर सुधारा, दोष नियंत्रणामध्ये अंतर्निहित फायद्यांसह.

- प्रतिनिधी मॉडेल:Nuflare चे सिंगल-वेफर EPIREVOS6 आणि EPIREVOS8.

-कामगिरी:50μm/h पेक्षा जास्त वाढीचा दर, 0.1 cm-² खाली पृष्ठभाग दोष घनता नियंत्रण, आणि इंट्रा-वेफर जाडी आणि डोपिंग एकाग्रता अनुक्रमे 1% आणि 2.6% ची गैर-एकरूपता प्राप्त करते.

-देशांतर्गत विकास:Xingsandai आणि Jingsheng Mechatronics सारख्या कंपन्यांनी तत्सम उपकरणांची रचना केली आहे परंतु मोठ्या प्रमाणात वापर केला नाही.

सारांश

SiC epitaxial ग्रोथ उपकरणाच्या तीन स्ट्रक्चरल प्रकारांपैकी प्रत्येकाची विशिष्ट वैशिष्ट्ये आहेत आणि अनुप्रयोग आवश्यकतांवर आधारित विशिष्ट बाजार विभाग व्यापतात. हॉट-वॉल क्षैतिज CVD अति-जलद वाढ दर आणि संतुलित गुणवत्ता आणि एकसमानता देते परंतु सिंगल-वेफर प्रक्रियेमुळे उत्पादन कार्यक्षमता कमी आहे. वॉर्म-वॉल प्लॅनेटरी सीव्हीडी उत्पादन कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या वाढवते परंतु मल्टी-वेफर सातत्य नियंत्रणामध्ये आव्हानांना तोंड देते. अर्ध-हॉट-वॉल वर्टिकल CVD जटिल संरचनेसह दोष नियंत्रणात उत्कृष्ट आहे आणि व्यापक देखभाल आणि ऑपरेशनल अनुभव आवश्यक आहे.

जसजसा उद्योग विकसित होत जाईल, पुनरावृत्ती ऑप्टिमायझेशन आणि या उपकरण संरचनांमध्ये सुधारणांमुळे वाढत्या प्रमाणात परिष्कृत कॉन्फिगरेशन्स होतील, जे जाडी आणि दोष आवश्यकतांसाठी विविध एपिटॅक्सियल वेफर वैशिष्ट्यांची पूर्तता करण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतील.

वेगवेगळ्या SiC एपिटॅक्सियल ग्रोथ फर्नेसचे फायदे आणि तोटे

सतत उद्योग विकासासह, या तीन प्रकारच्या उपकरणांमध्ये पुनरावृत्ती संरचनात्मक ऑप्टिमायझेशन आणि अपग्रेड केले जातील, ज्यामुळे जाडी आणि दोष आवश्यकतांसाठी विविध एपिटेक्सियल वेफर वैशिष्ट्यांशी जुळणारी वाढत्या प्रमाणात परिष्कृत कॉन्फिगरेशन होतील.