8 дюймдік SIC эпитакситтік пеші және гомоепитаксиалды процестерді зерттеу

Қазіргі уақытта ӘЖК саласы 150 мм (6 дюйм) 200 мм-ге дейін (8 дюйм) дейін өзгереді. Ірі мөлшердегі сұранысты қанағаттандыру үшін саладағы жоғары сапалы гомоепитаксиалдық вафли, 150 мм және 200 мм 4H-SIC гомоэпитаксиалды вафлиі 200 мм эпитаксилі эпитаксие өсуіне байланысты, 150 мм және 200 мм 4 сағаттық гомоепитаксиалды вафлидерде сәтті дайындалды. 150 мм және 200 мм-ге сәйкес келетін гомоепитаксиалды процесс жасалды, онда эпитаксиалды өсу қарқыны 60 мкм / сағ дейін болуы мүмкін. Жоғары жылдамдықты эпитаксимен кездесуі кезінде эпитаксиалды вафли сапасы өте жақсы. Қалыңдығы 150 мм және 200 мм сик эпитаксиалды вафлиді 1,5% -дан аз, алдағы біртектің біркелкілігі 0,3 бөлшекке / см2-ден аз, ал эпитаксиальды бетінің түбіне 0,15 нм-ге дейін, ал негізгі процестің барлық индикаторлары саланың жетілдірілген деңгейінде.

Кремний карбиді (ӘЖК) - үшінші буын жартылай өткізгіш материалдарының бірі. Оның жоғары деңгейдегі күш-жігерінің, керемет термиялық өткізгіштік, үлкен электронды қанықтыру жылдамдығы және қатты радиациялық кедергісі бар. Бұл электр энергетикалық құрылғылардың энергиясын өңдеу қуаттылығын кеңейтеді және жоғары қуаты, ұсақ мөлшері, жоғары температурасы, жоғары радиациясы, жоғары радиациясы және басқа да төтенше жағдайлар үшін электронды жабдықтардың қызмет ету талаптарына сәйкес келеді. Ол кеңістікті азайтып, қуат тұтынуды азайтып, салқындату талаптарын азайтуға болады. Бұл жаңа энергетикалық көліктерге, теміржол көлігіне, смарт-торларға және басқа да өрістерге революциялық өзгерістер әкелді. Сондықтан, кремний карбидінің жартылайдақтары жоғары қуатты электронды құрылғылардың келесі буынын басқаратын идеалды материал ретінде танылды. Соңғы жылдары ұлттық саясатты қолдаудың арқасында, үшінші буынды жартылай өткізгіш өнеркәсібінің арқасында, Қытайда 150 мм ӘКК-нің 150 мм құрылымдық жүйесін зерттеу және дамыту және салу негізінен аяқталды, ал өндірістік тізбекті қорғау негізінен кепілдендірілген. Сондықтан, саланың басты бағыты біртіндеп шығындарды бақылау мен тиімділікті арттыруға бағытталған. 1-кестеде көрсетілгендей, 150 мм, 200 мм SIC-тің жиырылу жиілігі жоғары, ал бір вафли чиптерінің шығуын шамамен 1,8 есе арттыруға болады. Технология жетілгеннен кейін бірыңғай чиптің өндірістік құнын 30% -ға азайтуға болады. 200 мм технологиялық жетістік 200 мм «шығындарды азайту және тиімділікті арттыру» тікелей құралы, сонымен қатар менің елімнің жартылай өткізгіштерінің «параллель» немесе тіпті «қорғасын» болып табылады.

SI құрылғыларында әр түрлі, SIC жартылай өткізгіш электр құрылғылары барлық өңделеді және іргетас ретінде эпитаксиальды қабаттармен дайындалады. Эпитаксиальды вафли - бұл SIC қуат көздері үшін маңызды негізгі материалдар. Эпитаксиальды қабаттың сапасы құрылғының кірістілігін тікелей анықтайды және оның құны чип өндіріс құнының 20% құрайды. Сондықтан, эпитаксиальды өсу - бұл SIC электр құрылғыларындағы маңызды аралық сілтеме. Эпитаксиальды процестің жоғарғы шегі эпитаксиалды жабдықпен анықталады. Қазіргі уақытта отандық 150 мм эпитаксиалды жабдықтардың локализациясы салыстырмалы түрде жоғары, бірақ жалпы 200 мм схема халықаралық деңгейден артта қалды. Сондықтан, шұғыл қажеттіліктерді және қиындықты шешу мақсатында ішкі үшінші буынның жартылай өткізгіш өнеркәсібін дамыту үшін жоғары сапалы эпитаксиалды материалдық өндірістерді шешу үшін, бұл жұмыста елімде 200 мм эпитаксиалды жабдықтар өндіріліп, эпитаксиалды процесті зерттейді. Технологиялық температура, тасымалдаушы газдың шығыны, C / SI қатынасы және т.б., концентрацияның біркелкі болуы <3%, кедір-бұдыр (1,2 Нм), Жабдықтың технологиялық деңгейі жоғары сапалы SIC қуат құрылғысын дайындау қажеттіліктеріне сәйкес келуі мүмкін.

1 тәжірибелер

1.1 SIC Epitaxial процесінің принципі

4 сағаттық гомотепитациялық өсу процесі негізінен 2 пернелер, атап айтқанда, 4 сағаттық SIC субстраты және біртекті химиялық бумен жууға арналған жоғары деңгейлі. Ішкі уақытта субстраттың негізгі мақсаты - субстрат субстраттың залам, қалдық жылтыратқыш сұйық, бөлшектер және оксид қабаты және тұрақты атомдық құрылымдық құрылымды алу арқылы, субстрат бетінен пайда болуы мүмкін. Ішкі ішу әдетте сутегі атмосферасында жүзеге асырылады. Нақты процесс талаптарына сәйкес, сондай-ақ аз мөлшерде көмекші газды, мысалы, сутегі хлориді, пропан, этилен немесе килань. Ситуациялық сутекті алу температурасы, әдетте, 1 600 ℃ жоғары, ал реакция камерасының қысымы, әдетте, 2 × 104 PA-да бақыланады.

Сиграфиялық беті Situ-ды ретке келтіргеннен кейін, ол жоғары температуралы химиялық будың тұндыру процесінде, яғни өсу көзі (мысалы, этилен / пропан, TCS, TCS көзі), яғни допинг көзі (N-Typing Doping Source stmal), ал сутегі хлориді сияқты қосалқы газ тасымалдау камерасына тасымалдаушының үлкен ағынымен тасымалданады газ (әдетте сутегі). Газ жоғары температуралы реакция камерасында рецепт болғаннан кейін, прекурсордың бір бөлігі вафли бетіне химиялық және адсорбцияны, белгілі бір допинг концентрациясы бар, белгілі бір допинг концентрациясы бар, белгілі бір қалыңдығы және жоғары сапалы, бір кристалды 4H-SIC SIC SUCTORS көмегімен қалыптасады. Техникалық барлау жылдарынан кейін 4 сағаттық гомоепитаксиалдық технология негізінен жетілдірілген және өнеркәсіптік өндірісте кеңінен қолданылады. Әлемдегі ең көп қолданылатын 4 сағаттық гомоэкиаксиялық технологиялар: (1) екі типтік сипаттамаларға ие (1). 4H-SIC HOMOEPITAXIAL өсуі оң кристалды субстрат, яғни <0001> Si өсуі. Позитивті кристалды субстраттың бетіндегі атомдық қадамдардың тығыздығы төмен және террассалар кең. Эпитакси процесінде екі өлшемді нуклеацияның өсуіне оңай, 3C Crystal SIC (3C-SIC). Осьтік кесу, жоғары тығыздық, тар террассаның ені Атропиялық қадамдарда 4 сағат SIC <0001> субстрат бетіне енгізілуі мүмкін, ал адсорбцияланған прекурсор бетті диффузия арқылы салыстырмалы түрде төмен беттік энергиямен тиімді түрде қол жеткізуге болады. Қадамда, эфирлік ATOM / MOLECULL BONG BONDSING POSICING Қадамдық ағынның өсу режимінде, эпитаксиальды қабат субстрат ретінде бірдей кристаллды қалыптастыру үшін SI-C-сі атомдық қабатын жинақтайды, бұл субстрат ретінде бірдей кристалды құрайды. (2) Жоғары жылдамдықты эпитаксиальды өсім хлор құрамында кремнийдің қайнар көзін енгізу арқылы қол жеткізіледі. Кәдімгі SIC бумалық бумен тұндыру жүйелерінде, кландар мен пропан (немесе этилен), негізгі өсу көздері болып табылады. Өсудің өсу қарқынын ұлғайту барысында, кремний компонентінің тең тепе-теңдігі жоғарылайды, өйткені кремний компонентінің ішінара қысымы жоғарылайды, бұл кремді газ фазалық нукрессиясымен кремнитті кластерлерді қалыптастыру оңай, бұл кремний көзінің кәдеге жарату жылдамдығын едәуір төмендетеді. Силикон кластерлерінің қалыптасуы эпитаксиальды өсу қарқынын жақсартуды едәуір шектейді. Сонымен бірге, кремний кластерлері қадам ағынының өсуін және ақаулы нуклеацияны тудыруы мүмкін. Газбен газ фазалық нуклихиядан және эпитаксиальды өсу қарқынын арттыру үшін хлор негізіндегі кремний көздерін енгізу қазіргі уақытта 4H-SIC эпитаксиалды өсу қарқынын арттырудың негізгі әдісі болып табылады.

1.2 200 мм (8 дюйм) сик эпитаксиалды жабдықтары және технологиялық жағдай

Осы құжатта сипатталған тәжірибелер барлық жерде 150/200 мм (6/8 дюйм) өткізілді, China Electronics Technology Technology Technology Corporation компаниясының 48-ші инициалдары. Эпитаксиалды пеш толығымен автоматты вафлиді жүктеу және түсіруді қолдайды. 1-сурет - бұл эпитаксиалды жабдықтың реакциялық камерасының ішкі құрылымының схемалық схемасы. 1-суретте көрсетілгендей, реакция камерасының сыртқы қабырғасы - бұл сумен салқындатылған көміртекті, графитті көміртекті қуысымен, графитпен графитті және т.с.с. орташа жиіліктегі индукциялық қуат көзімен қызады. 1 (b) суретте көрсетілгендей, тасымалдаушы газ, реакциясы газы және допинг газы вафли беті вафли беті арқылы вафли беті арқылы реакция камерасының жоғарғы ағысынан бастап реакция камерасының төменгі ағысында ағып жатыр және құйрықты газдың аяқталуынан шығарылады. Вефер ішіндегі консистенцияны қамтамасыз ету үшін ауа қалқымалы базасы тасымалданатын вафли процесс кезінде әрдайым бұрылады.

Экспериментте пайдаланылған субстрат - бұл коммерциялық, 200 мм (6 дюйм, 8 дюйм) <1120> бағыт 4 ° Омыртқ айырма ° Омыртқа Трохлоросилан (C2H4) және этилен (C2H4) және этилен (C2H4) TCS және C2H4-тің көміртегі көздері ретінде пайдаланылады, олардың ішінде тк және көміртегі көзі ретінде қолданылады, олар N-Type Doping көзі ретінде қолданылады, ал сутегі (H2) газ және тасымалдаушы газ ретінде қолданылады. Эпитаксиальды технологиялық температура диапазоны - 1 600 ~ 1 660 ℃, технологиялық қысым 8 × 103 ~ 12 × 103 пак, ал H2 тасымалдаушы газ шығыны - 100 ~ 140 л / мин.

1.3 Эпитаксиальды вафли тестілеу және сипаттау

Фурье инфрақызыл спектрометрі (Жабдықтар өндірушісі, модель, модель) және сынап консервіленген концентрациясы (Жабдық өндірушісі) эпитаксиальды қабаттың қалыңдығы мен допинг концентрациясының орташа және таралуын сипаттауға арналған; Эпитаксиальды қабаттағы әр нүктенің қалыңдығы мен допинг концентрациясы 5 мм жиекті кетіруге арналған негізгі сілтемелердің ортасында 45 ° жиілген диаметрлі сызық бойынша ұпай жинау арқылы анықталды. 150 мм вафал үшін, әр диаметрі қатарынан 9 ұпай алынды (екі диаметрлі бір-біріне перпендикуляр), ал 200 мм-ге дейін, ал 21 ұпай алынды. эпитаксиалды қабат; Эпитаксиальды қабаттың ақаулары беттік ақаулық сынағышымен өлшенді (Қытай электроника жабдықтар өндірушісі, Mars 4410 Pro), Модель Mars 4410 Pro).

2 тәжірибелік нәтиже және талқылау

2.1 Эпитаксиальды қабаттың қалыңдығы және біркелкілігі

Эпитаксиальды қабаттың қалыңдығы, допинг концентрациясы және біркелкілік эпитаксиалды вафлидің сапасын бағалаудың негізгі көрсеткіштерінің бірі болып табылады. Дәл бақыланатын қалыңдығы, допинг концентрациясы және біркелкілік Ватфердегі допинг концентрациясы және біркелкілік - бұл SIC қуат құрылғыларының өнімділігі мен дәйектілігін және эпитаксиальды қабаттың қалыңдығының және допинг концентрациясының біркелкілігін, сонымен қатар эпитаксиальды жабдықтың технологиялық мүмкіндіктерін өлшеу үшін маңызды негіз болып табылады.

3-суретте қалыңдығының біркелкілігі мен таралуы 150 мм және 200 мм-де эпитаксиалды вафлиді көрсетеді. Оны суреттен көруге болады, бұл қалыңдықтың қалыңдығының қалыңдығының қисық сызығы вафлидің ортаңғы нүктесі туралы симметриялы екендігі анықталуы мүмкін. Эпитаксиальды процесс уақыты - 600 сек, эпитаксиальды қабаттың орташа қалыңдығы 150 мм эпитаксиальды вафли 10,89 мкм, ал қалыңдығы 1,05% құрайды. Есептеу арқылы эпитаксиальды өсу қарқыны 65,3 мкм / сағ құрайды, бұл эпитаксиальды эпитакситтік процестің әдеттегі деңгейі. Сол эпитаксиальды процессте, 200 мм эпитаксиальды қабаттың қалыңдығы 10,10 мкм, қалыңдығы біркелкі, ал қалыңдығы 1,36%, ал өсім бойынша жалпы өсу - 60,60 мкм / сағ, бұл эпитаксиальды өсудің 150 мм-ден сәл төмен. Себебі, кремний көзі және көміртегі көзі вафлидің беткейінен вафли-беті арқылы реакция камерасына дейін ағып жатқандықтан, нақты жоғалту бар, ал 200 мм вафли аумағы 150 мм-ден үлкен болатын. Газ 200 мм вафлидің беті ұзақ уақытқа созылады, ал жол бойында тұтынылатын бастапқы газ көп. Вафли айналып тұрған жағдайда, эпитаксиальды қабаттың жалпы қалыңдығы жұқа, сондықтан өсу қарқыны баяу болады. Жалпы, қалыңдығы 150 мм және 200 мм эпитаксиалды вафлидің қалыңдығы өте жақсы, және жабдықтың технологиялық мүмкіндігі жоғары сапалы құрылғылардың талаптарына сәйкес келуі мүмкін.

2.2 Эпитаксиальды қабат Допинг концентрациясы және біркелкілік

4-суретте допинг концентрациясы, 150 мм және қисық бөлу 150 мм және 200 мм эпитаксиалды вафлиді көрсетеді. Суреттен көрінетіндей, эпитаксиальды вафлидегі концентрацияны бөлу қисық сызығы вафлидің ортасына қатысты айқын симметрияға ие. 150 мм және 200 мм эпитаксиалды қабаттардың допинг концентрациясы сәйкесінше 2,80% және 2,66% құрайды, оны 3%, бұл халықаралық ұқсас жабдықтар арасында тамаша деңгей болып табылады. Эпитаксиальды қабаттың допинг концентрациясы диаметрлі бағыттағы қисық сызықпен таратылады, бұл негізінен көлденең ыстық қабырға эпитактикалық пештің ағын өрісімен анықталады, өйткені көлденең ауа ағынының эпитактикалық пешінің ауа ағынының ұштары (жоғары), ал вафли беті арқылы ламинар ағынынан ағып кетеді; Карон көзінің (C2H4-ті »(C2H4) бағасынан (C2H4) бағадан жоғары болғандықтан, вафлидің бетіне дейін (цертон көзі), вафлидің беткі қабатынан жоғары (церт көзі),« бәсекеге қабілетті ақпарат », вафлидің ортасындағы допинг концентрациясы біртіндеп төмендейді. Тамаша концентрацияның біркелкілігін алу үшін N2 EPEITAXIAL процесі кезінде эпитаксиальды процестер кезінде өтемақы ретінде қосылады, себебі допинг концентрациясының шетінен төмендеуді баяулатады, сонда Допинг концентрациясының қисығы «W» пішінін ұсынады.

2.3 Эпитаксиальды қабат ақаулары

Қалыңдығы мен допинг концентрациясына қосымша, эпитаксиальды қабаттың ақауларының деңгейі эпитаксиалды вафлидің сапасын өлшеуге арналған негізгі параметр болып табылады және эпитаксиалды жабдықтардың технологиялық мүмкіндіктерінің маңызды көрсеткіші болып табылады. SBD және MOSFET ақауларға қатысты әр түрлі талаптары бар, бірақ борттық морфологиялық ақаулар, мысалы, түсу ақаулары, үшбұрыш ақаулары, сәбіз ақаулары, және комета ақаулары SBD және MOSFET құрылғыларының ақаулары ретінде анықталған. Бұл ақаулары бар чиптердің істен шығу ықтималдығы жоғары, сондықтан киллер ақауларының санын бақылау чиптің шығымдылығын жақсарту және шығындарды азайту үшін өте маңызды. 5-суретте 150 мм және 200 мм эпитаксиалды вафли киллерлік ақаулардың таралуы көрсетілген. C / SI қатынасында анық теңгерімсіздік жоқ, бұл сәбіз ақаулары мен комета ақаулары негізінен жойылуы мүмкін, ал үшбұрыштың ақаулары және үшбұрыштың ақаулары эпитаксиалды жабдықтың жұмысына, реакция камерасындағы графит бөліктерінің қоспасы және субстрат сапасы. 2-кестеден бізде 150 мм және 200 мм эпитаксиалды вафлидің өліммен ауыратын тығыздығы 0,3 бөлшектер / см2 ішінде басқаруға болады, бұл бірдей жабдық түріне арналған тамаша деңгей болып табылады. 150 мм эпитаксиальды вафлидің қатыгез-қаупі бар қауіпті бақылау деңгейі 200 мм эпитаксиалды вафлиге қарағанда жақсы. Себебі, 150 мм субстрат дайындау процесі 200 мм-ден әлдеқайда жетілгендіктен, субстрат сапасы жақсырақ, ал 150 мм графитке реакция камерасының қоспаны бақылау деңгейі жақсырақ.

2.4 Эпитаксиальды вафли бетінің кедір-бұдырлығы

6-суретте 150 мм және 200 мм сик-эпитаксиалды вафлидің афф суреттері көрсетілген. Суреттегідей, беттік тамыры 150 мм және 200 мм эпитаксиальды вафлидің беті, эпитаксиальды қабықтың 0,129 нм және беті эпитаксиальды қабаттың өсуі бүкіл эпитаксиальды процесс кезінде әрқашан қадамдық ағынның өсу режимін сақтайды, ал қадамдық агрегат пайда болмайды. Тегіс беті бар эпитаксиальды қабатты 150 мм және 200 мм-де оңтайландырылған эпитаксиалды өсу процесін қолдану арқылы алуға болатындығын көруге болады.

3. Қорытындылар

150 мм және 200 мм 4H-SIC гомоэпитациялық вафли отандық субстратта отандық субстратқа сәтті дайындалды, 200 мм эпитакситтік өсу жабдықтарын қолдана отырып, 200 мм SICE SICE SICE және 200 мм гомотефиальды процесс жасалды. Эпитаксиалды өсу қарқыны 60 мкм / сағ дейін болуы мүмкін. Жоғары жылдамдықты эпитакси сұранысымен кездесуі кезінде эпитаксиальды вафли сапасы өте жақсы. Қалыңдығы 150 мм және 200 мм сик эпитаксиалды вафлидің біркелкілігіне 1,5% -дан аз, ал концентрацияның біртектілігі 3% -дан аз, ал өлімге әкелетін, 0,3 бөлшектерден аз, ал эпитаксиалды бетінің тамыры 0,15 нм-ден аз. Эпитаксиалды вафлидің негізгі процестерінің индикаторлары өнеркәсіптегі алдыңғы қатарда.

---------------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------- -----------------------------------------------------------------------

Ветек жартылайдюсторы - бұл кәсіби қытай өндірушісіCVD SIC CELIVE, CVD SIC жабыны саптамасы, жәнеСИК жабыны.  Ветек Жартылай өткізгіш жартылай өткізгіш өнеркәсіпке арналған әртүрлі SIC вафли өнімдеріне арналған озық шешімдерді ұсынуға дайын.

Егер сізді қызықтырса8 дюймдік SIC эпитаксилі пеші және гомоэкиалды процесс, Бізбен тікелей хабарласыңыз.

Моб: + 86-180 6922 0752

WhatsApp: +86 180 6922 0752

Электрондық пошта: ann@veteksemi.com