SiC өсуіндегі көрінбейтін тығырық: неге 7N Bulk CVD SiC шикізаты дәстүрлі ұнтақты ауыстырады

Кремний карбиді (SiC) жартылай өткізгіштер әлемінде прожектордың көп бөлігі 8 дюймдік эпитаксиалды реакторларға немесе вафельді жылтыратудың күрделілігіне түседі. Дегенмен, егер жеткізу тізбегін ең басынан - физикалық буларды тасымалдау (PVT) пешінің ішінде іздейтін болсақ, іргелі «материалдық революция» тыныш жүріп жатыр.

Көптеген жылдар бойы синтезделген SiC ұнтағы өнеркәсіптің жұмыс күші болды. Бірақ жоғары өнімділікке және қалың кристалды бульдерге деген сұраныс дерлік обсессивті бола бастағанда, дәстүрлі ұнтақтың физикалық шектеулері бұзылу нүктесіне жетеді. Сол себепті7N Bulk CVD SiC шикізатыперифериядан техникалық талқылаулар орталығына көшті.

Қосымша екі «тоғыз» шын мәнінде нені білдіреді?
Жартылай өткізгіш материалдарда 5N (99,999%)-дан 7N-ге (99,99999%) секіру шағын статистикалық түзету сияқты көрінуі мүмкін, бірақ атом деңгейінде бұл ойынды толығымен өзгертеді.

Дәстүрлі ұнтақтар синтез кезінде енгізілген ізді металл қоспаларымен жиі күреседі. Керісінше, химиялық буларды тұндыру (CVD) арқылы өндірілген сусымалы материал қоспалардың концентрациясын миллиардта бір бөлікке (ppb) дейін төмендете алады. Жоғары таза жартылай оқшаулағыш (HPSI) кристалдарын өсірушілер үшін бұл тазалық деңгейі жай ғана бос көрсеткіш емес, бұл қажеттілік. Өте төмен азот (N) мазмұны субстраттың талап етілетін РЖ қолданбалары үшін талап етілетін жоғары кедергіні сақтай алатынын анықтайтын негізгі фактор болып табылады.

«Көміртекті шаң» ластануын шешу: кристалдық ақауларды физикалық түзету

Кристаллды өсіретін пештің айналасында уақыт өткізген кез келген адам «көміртек қосындылары» ең қорқынышты арман екенін біледі.

Ұнтақты көз ретінде пайдаланған кезде, 2000°C-тан асатын температура көбінесе ұсақ бөлшектердің графиттенуіне немесе құлдырауына әкеледі. Бұл кішкентай, бекітілмеген «көміртекті шаң» бөлшектері газ ағындары арқылы тасымалдана алады және кристалдардың өсу интерфейсіне тікелей түсіп, бүкіл пластинаны тиімді түрде сындыратын дислокациялар немесе қосындылар жасайды.

CVD-SiC сусымалы материал басқаша жұмыс істейді. Оның тығыздығы дерлік теориялық, яғни ол құм үйіндісіне қарағанда еріген мұз блогы сияқты әрекет етеді. Ол шаңның көзін физикалық түрде кесіп, бетінен біркелкі сублимацияланады. Бұл «таза өсу» ортасы үлкен диаметрлі 8 дюймдік кристалдардың кірістілігін арттыру үшін қажетті негізгі тұрақтылықты қамтамасыз етеді.

Кинетика: 0,8 мм/сағ жылдамдық шегін бұзу

Өсу қарқыны бұрыннан SiC өнімділігінің «Ахиллес өкшесі» болды. Дәстүрлі орнатуларда жылдамдықтар әдетте 0,3 - 0,8 мм/сағ аралығында өзгеріп отырады, бұл өсу циклдерін бір апта немесе одан да көп уақытқа созады.

Неліктен сусымалы материалға ауысу бұл жылдамдықтарды 1,46 мм/сағ дейін итермелейді? Бұл жылу өрісіндегі масса алмасу тиімділігіне байланысты:

1. Оңтайландырылған орау тығыздығы:Тигельдегі сусымалы материалдың құрылымы неғұрлым тұрақты және тік температура градиентін сақтауға көмектеседі. Негізгі термодинамика бізге үлкенірек градиент газ фазасын тасымалдау үшін күшті қозғаушы күш беретінін айтады.

2. Стейхиометриялық тепе-теңдік:Сусымалы материал өсудің басында «Si-бай» және соңына қарай «С-бай» болу сияқты жалпы бас ауруын тегістей отырып, болжамды түрде жоғарылайды.

Бұл тән тұрақтылық құрылымдық сапада әдеттегі айырбассыз кристалдардың қалыңдауына және тезірек өсуіне мүмкіндік береді.

Қорытынды: 8 дюймдік дәуірдің сөзсіздігі

Өнеркәсіп толығымен 8 дюймдік өндіріске бет бұрғандықтан, қателіктер шегі жойылды. Жоғары тазалықтағы сусымалы материалдарға көшу енді жай ғана «эксперименттік жаңарту» емес — бұл жоғары өнімді, жоғары сапалы нәтижелерге ұмтылатын өндірушілер үшін логикалық эволюция.

Ұнтақтан массаға көшу - бұл жай ғана пішінді өзгерту емес; бұл төменнен жоғары ПВТ процесін түбегейлі қайта құру.