၈ လက်မ SiC epitaxial မီးဖိုနှင့် homoepitaxial လုပ်ငန်းစဉ် သုတေသန

လက်ရှိတွင် SiC လုပ်ငန်းသည် 150 mm (6 လက်မ) မှ 200 mm (8 လက်မ) သို့ ပြောင်းလဲနေသည်။ စက်မှုလုပ်ငန်းတွင် ကြီးမားသော အရည်အသွေးမြင့် SiC homoepitaxial wafers များအတွက် အရေးတကြီးလိုအပ်ချက်ကို ဖြည့်ဆည်းနိုင်ရန်၊ 150 mm နှင့် 200 mm 4H-SiC homoepitaxial wafers များကို သီးခြားတီထွင်ထားသော 200 mm SiC epitaxial ကြီးထွားမှုကိရိယာကို အသုံးပြု၍ ပြည်တွင်းအလွှာများတွင် အောင်မြင်စွာပြင်ဆင်ခဲ့ပါသည်။ 150 မီလီမီတာနှင့် 200 မီလီမီတာအတွက် သင့်လျော်သော homoepitaxial လုပ်ငန်းစဉ်ကို တီထွင်ခဲ့ပြီး ယင်းတွင် epitaxial ကြီးထွားမှုနှုန်း 60 μm/h ထက် ကြီးနိုင်သည်။ မြန်နှုန်းမြင့် epitaxy နှင့်တွေ့ဆုံစဉ်တွင်၊ epitaxial wafer အရည်အသွေးသည် အလွန်ကောင်းမွန်သည်။ 150 mm နှင့် 200 mm SiC epitaxial wafers များ၏ အထူတူညီမှုကို 1.5% အတွင်း ထိန်းချုပ်နိုင်ပြီး အာရုံစူးစိုက်မှု တူညီမှုသည် 3% ထက်နည်းပြီး သေစေတတ်သော ချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းဆသည် 0.3 particles/cm2 ထက်နည်းပြီး epitaxial မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှု အမြစ်ဆိုလိုရင်း စတုရန်း Ra သည် 0.15 nm ထက်နည်းပြီး core process indicators များအားလုံးသည် စက်မှုလုပ်ငန်း၏အဆင့်မြင့်အဆင့်တွင်ရှိပါသည်။

Silicon Carbide (SiC) သည် တတိယမျိုးဆက် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း ပစ္စည်းများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းတွင် မြင့်မားသောပြိုကွဲမှုနယ်ပယ်အား အားကောင်းမှု၊ အလွန်ကောင်းမွန်သော အပူစီးကူးမှု၊ ကြီးမားသော အီလက်ထရွန် ရွှဲရွှဲပျံ့နှုန်းနှင့် ပြင်းထန်သော ဓာတ်ရောင်ခြည်ကို ခံနိုင်ရည်ရှိသော လက္ခဏာများ ပါဝင်သည်။ ၎င်းသည် ပါဝါစက်ပစ္စည်းများ၏ စွမ်းအင်လုပ်ဆောင်နိုင်မှုစွမ်းရည်ကို အလွန်ချဲ့ထွင်ပြီး ပါဝါမြင့်မားသော၊ အရွယ်အစားသေးငယ်မှု၊ အပူချိန်မြင့်မားမှု၊ မြင့်မားသောရောင်ခြည်ဖြာထွက်မှုနှင့် အခြားလွန်ကဲသောအခြေအနေများရှိသည့် စက်ပစ္စည်းများအတွက် ပါဝါအီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းကိရိယာများ၏ ဝန်ဆောင်မှုလိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်သည်။ ၎င်းသည် နေရာလွတ်ကို လျှော့ချနိုင်ပြီး ပါဝါသုံးစွဲမှုကို လျှော့ချနိုင်ပြီး အအေးခံရန် လိုအပ်ချက်များကို လျှော့ချနိုင်သည်။ ၎င်းသည် စွမ်းအင်ယာဉ်အသစ်များ၊ ရထားပို့ဆောင်ရေး၊ စမတ်ဂရစ်များနှင့် အခြားနယ်ပယ်များသို့ တော်လှန်ပြောင်းလဲမှုများကို ယူဆောင်လာခဲ့သည်။ ထို့ကြောင့်၊ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးကိရိယာများသည် စွမ်းအားမြင့် အီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းများ၏ မျိုးဆက်သစ်များကို ဦးဆောင်မည့် အကောင်းဆုံးပစ္စည်းအဖြစ် အသိအမှတ်ပြုလာကြသည်။ မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း၊ တတိယမျိုးဆက် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာစက်မှုလုပ်ငန်း ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် အမျိုးသားရေးမူဝါဒ ပံ့ပိုးမှုကြောင့် 150 မီလီမီတာ SiC စက်ပစ္စည်းစက်မှုလုပ်ငန်းစနစ်၏ သုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေးနှင့် တည်ဆောက်မှုတို့သည် တရုတ်နိုင်ငံတွင် အခြေခံအားဖြင့် ပြီးစီးခဲ့ပြီး စက်မှုကွင်းဆက်များ၏ လုံခြုံရေး ရှိကြောင်း၊ အခြေခံအားဖြင့် အာမခံထားသည်။ ထို့ကြောင့် စက်မှုလုပ်ငန်း၏ အာရုံစိုက်မှုသည် ကုန်ကျစရိတ်ထိန်းချုပ်မှုနှင့် ထိရောက်မှုမြှင့်တင်မှုဆီသို့ တဖြည်းဖြည်း ပြောင်းလဲလာခဲ့သည်။ ဇယား 1 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း 150 mm နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက 200 mm SiC သည် အနားသတ်အသုံးပြုမှုနှုန်း ပိုမြင့်မားပြီး single wafer ချစ်ပ်များ၏ထွက်ရှိမှုသည် 1.8 ဆခန့် တိုးနိုင်သည်။ နည်းပညာတွေ ရင့်ကျက်လာတဲ့အခါ ချစ်ပ်တစ်ခုရဲ့ ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်ကို 30% လျှော့ချနိုင်ပါတယ်။ 200 မီလီမီတာ၏ နည်းပညာဆိုင်ရာ အောင်မြင်မှုများသည် "ကုန်ကျစရိတ်လျှော့ချခြင်းနှင့် ထိရောက်မှုတိုးမြှင့်ခြင်း" ၏ တိုက်ရိုက်နည်းလမ်းဖြစ်ပြီး ၎င်းသည် ကျွန်ုပ်နိုင်ငံ၏ ဆီမီးကွန်ဒတ်တာစက်မှုလုပ်ငန်းအတွက် "အပြိုင်" သို့မဟုတ် "ဦးဆောင်ရန်" ပင်ဖြစ်ပါသည်။

Si ကိရိယာ လုပ်ငန်းစဉ်နှင့် ကွဲပြားသည်၊ SiC တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း ပါဝါ ကိရိယာ အားလုံးကို အုတ်မြစ်အဖြစ် epitaxial အလွှာများဖြင့် ပြင်ဆင်ထားပါသည်။ Epitaxial wafers များသည် SiC ပါဝါစက်ပစ္စည်းများအတွက် မရှိမဖြစ်အခြေခံပစ္စည်းများဖြစ်သည်။ epitaxial အလွှာ၏အရည်အသွေးသည် စက်၏အထွက်နှုန်းကို တိုက်ရိုက်ဆုံးဖြတ်ပြီး ၎င်း၏ကုန်ကျစရိတ်သည် ချစ်ပ်ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်၏ 20% အတွက်ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့်၊ epitaxial ကြီးထွားမှုသည် SiC ပါဝါစက်ပစ္စည်းများတွင် မရှိမဖြစ် အလယ်အလတ်ချိတ်ဆက်မှုတစ်ခုဖြစ်သည်။ epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်အဆင့်၏အထက်ကန့်သတ်ချက်ကို epitaxial ကိရိယာများဖြင့်ဆုံးဖြတ်သည်။ လက်ရှိတွင်၊ ပြည်တွင်း 150 မီလီမီတာ SiC epitaxial ပစ္စည်းများ၏ ဒေသန္တရပြုမှုဒီဂရီသည် အတော်လေးမြင့်မားသော်လည်း 200 မီလီမီတာ၏ အလုံးစုံအပြင်အဆင်သည် တစ်ချိန်တည်းတွင် နိုင်ငံတကာအဆင့်ထက် နောက်ကျနေပါသည်။ ထို့ကြောင့်၊ ပြည်တွင်းတတိယမျိုးဆက် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာစက်မှုလုပ်ငန်း ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် အရေးတကြီးလိုအပ်ချက်များနှင့် တစ်ဆို့နေသောပြဿနာများကို ဖြေရှင်းရန်အတွက် ကြီးမားသောအရည်အသွေးမြင့် epitaxial ပစ္စည်းထုတ်လုပ်ခြင်းအတွက် ဤစာတမ်းသည် ကျွန်ုပ်၏နိုင်ငံ၌ အောင်မြင်စွာတီထွင်ခဲ့သော 200 mm SiC epitaxial ပစ္စည်းကို မိတ်ဆက်ပေးခဲ့ပါသည်။ နှင့် epitaxial ဖြစ်စဉ်ကိုလေ့လာသည်။ လုပ်ငန်းစဉ်အပူချိန်၊ သယ်ဆောင်သူဓာတ်ငွေ့စီးဆင်းမှုနှုန်း၊ C/Si အချိုးစသည်တို့ကဲ့သို့ လုပ်ငန်းစဉ်ဘောင်များကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းဖြင့်၊ အာရုံစူးစိုက်မှု တူညီမှု <3%, အထူ-တူညီမှုမရှိသော <1.5%, ကြမ်းတမ်းမှု Ra <0.2 nm နှင့် ပျက်စီးဆုံးရှုံးမှုသိပ်သည်းဆ <0.3 အမှုန်များ 150 mm နှင့် 200 mm SiC epitaxial wafer များကို ကိုယ်တိုင်ဖန်တီးထားသော 200 mm silicon carbide epitaxial furnace မှ ရရှိသည်။ စက်ကိရိယာလုပ်ငန်းစဉ်အဆင့်သည် အရည်အသွေးမြင့် SiC ပါဝါစက်ပစ္စည်းပြင်ဆင်မှု၏ လိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်သည်။

1 စမ်းသပ်မှုများ

1.1 SiC epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်၏မူရင်း

4H-SiC homoepitaxial ကြီးထွားမှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင် အဓိကအားဖြင့် အဓိကအဆင့် 2 ခုပါဝင်သည်၊ အတိအကျပြောရရင် 4H-SiC အလွှာ၏ အပူချိန်မြင့်သောနေရာတွင်း ထွင်းဖောက်ခြင်းနှင့် တစ်သားတည်းဖြစ်တည်နေသော ဓာတုအခိုးအငွေ့များ စုပုံခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တို့ ပါဝင်သည်။ ဆပ်ပြာတိုက်ခြင်း၏ အဓိကရည်ရွယ်ချက်မှာ wafer polishing ပြီးနောက်၊ ကျန်ရှိသော ပွတ်ရည်များ၊ အမှုန်များနှင့် အောက်ဆိုဒ်အလွှာများနှင့် အက်တမ်အဆင့်ဖွဲ့စည်းပုံအား ပုံမှန်အနုမြူအဆင့်ဖွဲ့စည်းပုံအား ခြစ်ခြင်းဖြင့် ကြမ်းပြင်မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် ဖွဲ့စည်းနိုင်စေရန်ဖြစ်သည်။ In-site etching ကို ဟိုက်ဒရိုဂျင်လေထုထဲတွင် ပြုလုပ်လေ့ရှိသည်။ အမှန်တကယ် လုပ်ငန်းစဉ်လိုအပ်ချက်အရ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ကလိုရိုက်၊ ပရိုပိန်၊ အီသလင်း သို့မဟုတ် ဆီလိန်းကဲ့သို့သော အရန်ဓာတ်ငွေ့အနည်းငယ်ကိုလည်း ထည့်သွင်းနိုင်သည်။ in-situ ဟိုက်ဒရိုဂျင် etching ၏အပူချိန်သည် ယေဘူယျအားဖြင့် 1 600 ℃ အထက်ဖြစ်ပြီး etching လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း တုံ့ပြန်မှုအခန်း၏ဖိအားကို ယေဘူယျအားဖြင့် 2×104 Pa အောက်တွင် ထိန်းချုပ်ထားသည်။

အလွှာမျက်နှာပြင်ကို in-situ etching ဖြင့် အသက်သွင်းပြီးနောက်၊ ၎င်းသည် အပူချိန်မြင့်သော ဓာတုအခိုးအငွေ့များ စုပုံခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်သို့ ဝင်ရောက်သည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ ကြီးထွားမှုအရင်းအမြစ် (ဥပမာ အီသီလင်း/ပရိုပိန်၊ TCS/silane)၊ ဒေါ့ပင်ရင်းမြစ် (n-type doping အရင်းအမြစ်နိုက်ထရိုဂျင်၊ ၊ p-type doping source TMAL) နှင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ကလိုရိုက်ကဲ့သို့သော အရန်ဓာတ်ငွေ့များကို သယ်ဆောင်သူဓာတ်ငွေ့များ (များသောအားဖြင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်) အမြောက်အမြားဖြင့် တုံ့ပြန်မှုခန်းသို့ ပို့ဆောင်သည်။ ဓာတ်ငွေ့သည် အပူချိန်မြင့်သော တုံ့ပြန်မှုခန်းတွင် ဓာတ်ပြုပြီးနောက်၊ ရှေ့ပြေးနိမိတ်တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းသည် ဓာတုဗေဒနည်းဖြင့် ဓာတ်ပြုကာ wafer မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် စုပ်ယူကြပြီး၊ တစ်ခုတည်းသော သလင်းခဲတစ်သားတည်းဖြစ်သော 4H-SiC epitaxial အလွှာတစ်ခုသည် ဓာတုဆေးပြင်းပြင်း၊ တိကျသောအထူနှင့် အရည်အသွေးမြင့်မားသော ဓာတုဆေးတစ်မျိုးဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။ တစ်ခုတည်းသော crystal 4H-SiC အလွှာကို ပုံစံပလိတ်အဖြစ် အသုံးပြု၍ အလွှာမျက်နှာပြင်ပေါ်တွင်။ နည်းပညာပိုင်းအရ နှစ်ပေါင်းများစွာ စူးစမ်းလေ့လာပြီးနောက်၊ 4H-SiC homoepitaxial နည်းပညာသည် အခြေခံအားဖြင့် ရင့်ကျက်လာခဲ့ပြီး စက်မှုထုတ်လုပ်မှုတွင် တွင်ကျယ်စွာ အသုံးပြုလာခဲ့သည်။ ကမ္ဘာပေါ်တွင် အသုံးအများဆုံး 4H-SiC homoepitaxial နည်းပညာတွင် ပုံမှန်လက္ခဏာ နှစ်ခုရှိသည်- (1) off-axis ( <0001> crystal plane နှင့် ဆက်စပ်ပြီး၊ <11-20> crystal direction ဆီသို့) oblique cut substrate အဖြစ်၊ ပုံစံပလိတ်၊ အညစ်အကြေးများ ကင်းစင်သော တစ်ခုတည်းသော သလင်းကျောက် 4H-SiC epitaxial အလွှာကို အဆင့်ဆင့် စီးဆင်းမှု ကြီးထွားမှုမုဒ်ပုံစံဖြင့် အလွှာပေါ်တွင် အပ်နှံထားသည်။ အစောပိုင်း 4H-SiC homoepitaxial ကြီးထွားမှုသည် အပြုသဘောဆောင်သော ပုံဆောင်ခဲအလွှာကို အသုံးပြုခဲ့သည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ ကြီးထွားရန်အတွက် <0001> Si လေယာဉ်ကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ အပြုသဘောဆောင်သော ပုံဆောင်ခဲအလွှာ၏ မျက်နှာပြင်ရှိ အနုမြူအဆင့်များ ၏သိပ်သည်းဆသည် နည်းပါးပြီး မျက်နှာပြင်များသည် ကျယ်ပြန့်သည်။ နှစ်ဘက်မြင် nucleation ကြီးထွားမှုသည် 3C crystal SiC (3C-SiC) အဖြစ် epitaxy လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း လွယ်ကူစွာ ဖြစ်ပေါ်နိုင်သည်။ ဝင်ရိုးမှဖြတ်တောက်ခြင်းဖြင့်၊ သိပ်သည်းဆမြင့်သော၊ ကျဉ်းမြောင်းသော လှေကားထစ် အကျယ်ကို အက်တမ်အဆင့်များ 4H-SiC <0001> အလွှာ၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် မိတ်ဆက်နိုင်ပြီး စုပ်ယူထားသော ရှေ့ပြေးဆာသည် မျက်နှာပြင်ပျံ့နှံ့မှုမှတစ်ဆင့် မျက်နှာပြင်စွမ်းအင် အနည်းငယ်သာရှိသော အဏုမြူအဆင့်အနေအထားသို့ ထိထိရောက်ရောက်ရောက်ရှိနိုင်ပါသည်။ . အဆင့်တွင်၊ ရှေ့ပြေးအက်တမ်/မော်လီကျူးအုပ်စုနှောင်ကြိုးအနေအထားသည် ထူးခြားသည်၊ ထို့ကြောင့် အဆင့်ဆင့်စီးဆင်းမှုကြီးထွားမှုမုဒ်တွင်၊ epitaxial အလွှာသည် တူညီသောပုံဆောင်ခဲတစ်ခုဖြစ်လာစေရန် အလွှာ၏ Si-C နှစ်ထပ်အက်တမ်အလွှာကို စုံလင်စွာအမွေဆက်ခံနိုင်သည် substrate အဖြစ် အဆင့်။ (၂) ကလိုရင်းပါဝင်သော ဆီလီကွန်အရင်းအမြစ်ကို မိတ်ဆက်ခြင်းဖြင့် အရှိန်မြင့် ကြီးထွားမှုကို ရရှိသည်။ သမားရိုးကျ SiC ဓာတုအခိုးအငွေ့ စွန့်ထုတ်မှုစနစ်များတွင်၊ silane နှင့် propane (သို့မဟုတ် ethylene) သည် အဓိက ကြီးထွားမှုအရင်းအမြစ်များဖြစ်သည်။ ကြီးထွားမှုရင်းမြစ်စီးဆင်းမှုနှုန်းကို တိုးမြှင့်ခြင်းဖြင့် ကြီးထွားမှုနှုန်းကို တိုးမြှင့်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ ဆီလီကွန်အစိတ်အပိုင်း၏ မျှခြေတစ်စိတ်တစ်ပိုင်းဖိအားများ ဆက်လက်တိုးလာသည်နှင့်အမျှ ဆီလီကွန်အစုအဝေးများကို တစ်သားတည်းဖြစ်စေသော ဓာတ်ငွေ့အဆင့် နူကလိယဖြင့် ဖွဲ့စည်းရန် လွယ်ကူသည်၊၊ ဆီလီကွန်အရင်းအမြစ်။ ဆီလီကွန်အစုအဝေးများဖွဲ့စည်းခြင်းသည် epitaxial ကြီးထွားနှုန်းတိုးတက်မှုကိုအလွန်ကန့်သတ်ထားသည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ ဆီလီကွန်အစုအဝေးများသည် ခြေလှမ်းစီးဆင်းမှုကြီးထွားမှုကို နှောင့်ယှက်နိုင်ပြီး ချို့ယွင်းသော nucleation ကို ဖြစ်စေသည်။ တစ်သားတည်းဖြစ်တည်နေသော ဓာတ်ငွေ့အဆင့် နျူကလိယကို ရှောင်ရှားရန်နှင့် epitaxial ကြီးထွားမှုနှုန်းကို တိုးမြှင့်ရန်အတွက်၊ ကလိုရင်းအခြေခံဆီလီကွန်ရင်းမြစ်များကို နိဒါန်းပျိုးခြင်းသည် 4H-SiC ၏ epitaxial ကြီးထွားနှုန်းကို တိုးမြှင့်ရန်အတွက် ပင်မနည်းလမ်းဖြစ်သည်။

1.2 200 မီလီမီတာ (8-လက်မ) SiC epitaxial ပစ္စည်းများနှင့် လုပ်ငန်းစဉ် အခြေအနေများ

ဤစာတမ်းတွင်ဖော်ပြထားသောစမ်းသပ်မှုများအားလုံးကို 48th Institute of China Electronics Technology Group Corporation မှ သီးခြားတီထွင်ထားသည့် 48th Institute of China Electronics Technology Group Corporation မှ ဖန်တီးထားသော monolithic horizontal hot wall နှင့် တွဲဖက်အသုံးပြုနိုင်သော monolithic horizontal hot wall ပေါ်တွင်ပြုလုပ်ထားသော စမ်းသပ်မှုများအားလုံးကို ပြုလုပ်ခဲ့ပါသည်။ epitaxial furnace သည် အလိုအလျောက် wafer တင်ခြင်းနှင့် unloading ကို အပြည့်အဝ ပံ့ပိုးပေးသည်။ ပုံ 1 သည် epitaxial ပစ္စည်းများ၏တုံ့ပြန်မှုအခန်း၏အတွင်းပိုင်းဖွဲ့စည်းပုံ၏ schematic diagram ဖြစ်သည်။ ပုံ 1 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ဓာတ်ပြုခန်း၏ အပြင်ဘက်နံရံသည် ရေအေးဖြင့်ပြုလုပ်ထားသော အလွှာပါရှိသော ကလင်းကျောက်တုံးဖြစ်ပြီး ခေါင်းလောင်း၏အတွင်းပိုင်းသည် အပူဒဏ်ခံကာဗွန်ဖြင့်ဖွဲ့စည်းထားသည့် အပူချိန်မြင့်မားသောတုံ့ပြန်မှုအခန်းဖြစ်ပြီး၊ အထူးဂရပ်ဖိုက်အပေါက်၊ ဂရပ်ဖိုက်ဓာတ်ငွေ့-ရေပေါ်လှည့်ပတ်သည့် အခြေစိုက်စခန်း၊ စသည်တို့။ ကွမ်ဇ်ခေါင်းလောင်းတစ်ခုလုံးကို ဆလင်ဒါအ induction coil ဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားပြီး ခေါင်းလောင်းအတွင်းရှိ တုံ့ပြန်မှုအခန်းကို အလယ်အလတ်ကြိမ်နှုန်း induction power supply ဖြင့် လျှပ်စစ်သံလိုက်ဖြင့် အပူပေးထားသည်။ ပုံ 1 (ခ) တွင် ပြထားသည့်အတိုင်း carrier gas၊ reaction gas နှင့် doping gas များအားလုံးသည် ဓါတ်ပြုခန်း၏ အထက်ရေစီးကြောင်းမှ ဓာတ်ပြုခန်း၏ အောက်ပိုင်းသို့ အလျားလိုက် လိုက်မီနာဖြင့် wafer မျက်နှာပြင်မှတဆင့် စီးဆင်းသွားပြီး ဓါတ်ပြုခန်း၏ အောက်ပိုင်းဆီသို့ အမြီးပိုင်းမှ ထွက်လာသည် ။ ဓာတ်ငွေ့အဆုံး။ wafer အတွင်း ညီညွတ်မှုရှိစေရန်၊ လေပေါ်အခြေစိုက်စခန်းမှသယ်ဆောင်သော wafer သည် လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း အမြဲတမ်းလှည့်ပတ်နေပါသည်။

စမ်းသပ်မှုတွင် အသုံးပြုသည့် အလွှာသည် စီးပွားဖြစ် 150 မီလီမီတာ၊ 200 မီလီမီတာ (6 လက်မ၊ 8 လက်မ) <1120> ဦးတည်ချက် 4° off-angle conductive n-type 4H-SiC နှစ်ဘက်ခြမ်း ပွတ်ထားသော SiC အလွှာတစ်ခုဖြစ်သည်။ Trichlorosilane (SiHCl3, TCS) နှင့် ethylene (C2H4) ကို လုပ်ငန်းစဉ်စမ်းသပ်မှုတွင် အဓိက ကြီးထွားမှုရင်းမြစ်အဖြစ် အသုံးပြုကြပြီး TCS နှင့် C2H4 ကို ဆီလီကွန်ရင်းမြစ်နှင့် ကာဗွန်အရင်းအမြစ်အသီးသီးအဖြစ် အသုံးပြုကြပြီး သန့်စင်မြင့်နိုက်ထရိုဂျင် (N2) ကို n-အဖြစ် အသုံးပြုသည်။ အမျိုးအစား doping အရင်းအမြစ်ဖြစ်ပြီး ဟိုက်ဒရိုဂျင် (H2) ကို ပျော့ပြောင်းသည့်ဓာတ်ငွေ့နှင့် သယ်ဆောင်သည့်ဓာတ်ငွေ့အဖြစ် အသုံးပြုသည်။ epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်အပူချိန်အကွာအဝေးသည် 1 600 ~ 1 660 ℃၊ လုပ်ငန်းစဉ်ဖိအားမှာ 8 × 103 ~ 12 × 103 Pa နှင့် H2 carrier ဓာတ်ငွေ့စီးဆင်းမှုနှုန်းသည် 100 ~ 140 L / မိနစ်ဖြစ်သည်။

1.3 Epitaxial wafer စမ်းသပ်ခြင်းနှင့် လက္ခဏာရပ်များ

Fourier infrared spectrometer (စက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်သူ Thermalfisher၊ မော်ဒယ် iS50) နှင့် mercury probe concentration tester (စက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်သူ Semilab၊ မော်ဒယ် 530L) ကို epitaxial အလွှာအထူနှင့် doping အာရုံစူးစိုက်မှု၏ ပျမ်းမျှအား ခွဲခြားသတ်မှတ်ရန်နှင့် ဖြန့်ဖြူးရန်အတွက် အသုံးပြုခဲ့သည်။ epitaxial အလွှာရှိ အမှတ်တစ်ခုစီ၏ အထူနှင့် မူးယစ်ဆေးဝါးသုံးစွဲမှုအား 5 မီလီမီတာ အစွန်းများကို ဖယ်ရှားခြင်းဖြင့် wafer ၏အလယ်ဗဟိုတွင် 45° ရှိ အဓိကရည်ညွှန်းအစွန်း၏ ပုံမှန်မျဉ်းကိုဖြတ်သည့် အချင်းမျဉ်းတစ်လျှောက် အမှတ်များကိုယူခြင်းဖြင့် ဆုံးဖြတ်ခဲ့သည်။ 150 မီလီမီတာ wafer တစ်ခုအတွက်၊ အချင်းမျဉ်းတစ်ခုတစ်လျှောက်တွင် 9 မှတ်ကို ယူဆောင်သွားသည် (အချင်းနှစ်ခုသည် တစ်ခုနှင့်တစ်ခု ထောင့်မှန်ကျနေသည်)၊ နှင့် 200 mm wafer တစ်ခုအတွက်၊ ပုံ 2 တွင်ပြထားသည့်အတိုင်း 21 မှတ်ယူခဲ့သည်။ atomic force microscope (စက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်သူ Bruker၊ မော်ဒယ် Dimension Icon) ကို အလယ်ဗဟိုဧရိယာရှိ 30 μm × 30 μm ဧရိယာများနှင့် epitaxial wafer ၏ အနားသတ်ဧရိယာ (5 မီလီမီတာ အစွန်းများကို ဖယ်ရှားခြင်း) ကို ရွေးချယ်ရန်အတွက် epitaxial wafer ၏ မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှုကို စမ်းသပ်ရန် အသုံးပြုခဲ့သည်။ epitaxial အလွှာ၏ ချို့ယွင်းချက်များကို မျက်နှာပြင် ချို့ယွင်းချက် စမ်းသပ်သည့်ကိရိယာ (စက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်သူ China Electronics Kefenghua၊ မော်ဒယ် Mars 4410 pro) ဖြင့် တိုင်းတာခဲ့သည်။

2 စမ်းသပ်မှုရလဒ်များနှင့် ဆွေးနွေးမှု

2.1 Epitaxial အလွှာအထူနှင့် တူညီမှု

Epitaxial အလွှာအထူ၊ doping အာရုံစူးစိုက်မှုနှင့်တူညီမှုသည် epitaxial wafers များ၏အရည်အသွေးကိုစစ်ဆေးရန်အဓိကညွှန်ပြချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ တိကျစွာ ထိန်းချုပ်နိုင်သော အထူ၊ ဓာတုဗေဒ အာရုံစူးစိုက်မှု နှင့် wafer အတွင်း တူညီမှုသည် SiC ပါဝါ စက်များ၏ စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ညီညွတ်မှုကို သေချာစေမည့် သော့ချက်ဖြစ်ပြီး epitaxial အလွှာအထူနှင့် doping အာရုံစူးစိုက်မှု တူညီမှုသည် epitaxial ပစ္စည်းများ၏ လုပ်ငန်းစဉ်စွမ်းရည်ကို တိုင်းတာရန်အတွက် အရေးကြီးသော အခြေခံများဖြစ်သည်။

ပုံ 3 သည် 150 mm နှင့် 200 mm SiC epitaxial wafers များ၏ အထူတူညီမှုနှင့် ဖြန့်ဖြူးမှုမျဉ်းကွေးကို ပြသည်။ epitaxial အလွှာအထူဖြန့်ဖြူးမျဉ်းကွေးသည် wafer ၏ဗဟိုအမှတ်နှင့် symmetrical ဖြစ်သည်ကိုပုံမှတွေ့နိုင်သည်။ epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်အချိန်သည် 600 s၊၊ 150 mm epitaxial wafer ၏ပျမ်းမျှ epitaxial အလွှာအထူသည် 10.89 μm ဖြစ်ပြီး၊ အထူတူညီမှုသည် 1.05% ဖြစ်သည်။ တွက်ချက်ခြင်းဖြင့်၊ epitaxial ကြီးထွားမှုနှုန်းသည် 65.3 μm/h ဖြစ်ပြီး၊ ပုံမှန်အားဖြင့် လျင်မြန်သော epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်အဆင့်ဖြစ်သည်။ တူညီသော epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်အချိန်အောက်တွင်၊ 200 မီလီမီတာ epitaxial wafer ၏ epitaxial အလွှာအထူသည် 10.10 μm၊ အထူတူညီမှုသည် 1.36% အတွင်းဖြစ်ပြီး စုစုပေါင်းကြီးထွားနှုန်းမှာ 60.60 μm/h ဖြစ်ပြီး၊ 150 mm epitaxial ကြီးထွားမှုထက် အနည်းငယ်နိမ့်ပါသည်။ နှုန်း။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ဆီလီကွန်ရင်းမြစ်နှင့် ကာဗွန်ရင်းမြစ်သည် wafer မျက်နှာပြင်မှတဆင့် ဓာတ်ပြုခန်း၏အောက်ပိုင်းသို့ ဆီလီကွန်ရင်းမြစ်နှင့် ကာဗွန်ရင်းမြစ် စီးဆင်းသွားသည့်လမ်းတစ်လျှောက် သိသာထင်ရှားစွာ ဆုံးရှုံးသွားသောကြောင့်ဖြစ်ပြီး 200 mm wafer area သည် 150 mm ထက် ပိုကြီးပါသည်။ ဓာတ်ငွေ့များသည် 200 mm wafer ၏ မျက်နှာပြင်ကို ရှည်လျားသော အကွာအဝေးအတွက် စီးဆင်းသွားပြီး လမ်းတစ်လျှောက်တွင် စားသုံးသော ဓာတ်ငွေ့သည် ပိုများသည်။ wafer သည် ဆက်လက်လည်ပတ်နေသည့် အခြေအနေအောက်တွင်၊ epitaxial အလွှာ၏ ခြုံငုံအထူသည် ပိုမိုပါးလွှာသောကြောင့် ကြီးထွားမှုနှုန်းသည် နှေးကွေးပါသည်။ ယေဘုယျအားဖြင့်၊ 150 မီလီမီတာနှင့် 200 မီလီမီတာ epitaxial wafers များ၏ အထူတူညီမှုသည် အလွန်ကောင်းမွန်ပြီး စက်ပစ္စည်းများ၏ လုပ်ငန်းစဉ်စွမ်းရည်သည် အရည်အသွေးမြင့်စက်ပစ္စည်းများ၏ လိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်သည်။

2.2 Epitaxial အလွှာသည် doping အာရုံစူးစိုက်မှုနှင့် တူညီမှု

ပုံ 4 သည် 150 mm နှင့် 200 mm SiC epitaxial wafers များ၏ doping concentration တူညီမှုနှင့် မျဉ်းကွေးဖြန့်ဖြူးမှုကို ပြသသည်။ ပုံမှတွေ့မြင်နိုင်သည်အတိုင်း၊ epitaxial wafer ပေါ်ရှိအာရုံစူးစိုက်မှုဖြန့်ဝေမှုမျဉ်းကွေးသည် wafer ၏အလယ်ဗဟိုနှင့်ဆက်စပ်သောသိသာထင်ရှားသော symmetry ရှိသည်။ 150 mm နှင့် 200 mm epitaxial အလွှာများ၏ doping concentration တူညီမှုသည် 2.80% နှင့် 2.66% အသီးသီးဖြစ်ပြီး 3% အတွင်း ထိန်းချုပ်နိုင်သော နိုင်ငံတကာအလားတူပစ္စည်းများကြားတွင် အထူးကောင်းမွန်သောအဆင့်ဖြစ်သည်။ epitaxial အလွှာ၏ doping အာရုံစူးစိုက်မှုမျဉ်းကွေးကို အချင်းလမ်းကြောင်းတစ်လျှောက် "W" ပုံသဏ္ဍာန်ဖြင့် ဖြန့်ဝေထားပြီး၊ အဓိကအားဖြင့် အလျားလိုက် ပူသောနံရံ epitaxial မီးဖို၏ လေစီးဆင်းမှုလမ်းကြောင်းသည် အလျားလိုက်လေစီးဆင်းမှု epitaxial growth furnace မှ ဖြစ်သောကြောင့်၊ လေဝင်ပေါက်အဆုံး (ရေဆန်) သည် wafer မျက်နှာပြင်ကို ဖြတ်၍ လမီနာဖြင့် စီးဆင်းပြီး ရေအောက်စွန်းမှ ထွက်သည်။ ကာဗွန်အရင်းအမြစ် (C2H4) ၏ "လမ်းတစ်လျှောက် လျော့နည်းသွားခြင်း" နှုန်းသည် ဆီလီကွန်ရင်းမြစ် (TCS) ထက် မြင့်မားသောကြောင့် wafer လှည့်သောအခါတွင်၊ wafer မျက်နှာပြင်ရှိ အမှန်တကယ် C/Si သည် အစွန်းမှ တဖြည်းဖြည်း လျော့နည်းသွားပါသည်။ C နှင့် N ၏ "ပြိုင်ဆိုင်မှုအနေအထားသီအိုရီ" အရ wafer ၏ဗဟိုရှိ doping အာရုံစူးစိုက်မှုသည်အစွန်းဆီသို့တဖြည်းဖြည်းလျော့နည်းသွားသည်။ အလွန်ကောင်းမွန်သော အာရုံစူးစိုက်မှု တူညီမှုကို ရရှိရန်အတွက် Edge N2 ကို ဗဟိုမှအစွန်းအထိ doping အာရုံစူးစိုက်မှု ကျဆင်းမှုကို နှေးကွေးစေရန် epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း လျော်ကြေးအဖြစ် Edge N2 ကို ပေါင်းထည့်သည်၊ ထို့ကြောင့် နောက်ဆုံး doping concentration curve သည် "W" ပုံသဏ္ဍာန်ကို ပြသပါသည်။

2.3 Epitaxial အလွှာချို့ယွင်းချက်များ

အထူနှင့် doping အာရုံစူးစိုက်မှုအပြင်၊ epitaxial အလွှာချို့ယွင်းချက်ထိန်းချုပ်မှုအဆင့်သည် epitaxial wafers များ၏အရည်အသွေးကိုတိုင်းတာရန်နှင့် epitaxial ကိရိယာများ၏လုပ်ငန်းစဉ်လုပ်ဆောင်နိုင်စွမ်း၏အရေးကြီးသောညွှန်ပြချက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ SBD နှင့် MOSFET တွင် ချို့ယွင်းချက်များအတွက် မတူညီသောလိုအပ်ချက်များရှိသော်လည်း၊ ကျဆင်းနေသောချို့ယွင်းချက်များ၊ တြိဂံချို့ယွင်းချက်များ၊ မုန်လာဥနီချို့ယွင်းချက်များနှင့် ကြယ်တံခွန်ချွတ်ယွင်းချက်များကို SBD နှင့် MOSFET စက်ပစ္စည်းများအတွက် လူသတ်ချို့ယွင်းချက်များအဖြစ် သတ်မှတ်ဖော်ပြပါသည်။ ဤချို့ယွင်းချက်များပါရှိသော ချစ်ပ်များ၏ ချို့ယွင်းမှုဖြစ်နိုင်ခြေမှာ မြင့်မားသည်၊ ထို့ကြောင့် လူသတ်သမားချို့ယွင်းချက်အရေအတွက်ကို ထိန်းချုပ်ခြင်းသည် ချစ်ပ်အထွက်နှုန်းကို မြှင့်တင်ရန်နှင့် ကုန်ကျစရိတ်လျှော့ချရန်အတွက် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။ ပုံ 5 သည် 150 mm နှင့် 200 mm SiC epitaxial wafers များ၏ လူသတ်ချို့ယွင်းချက်များကို ဖြန့်ကျက်ပြသထားသည်။ C/Si အချိုးတွင် သိသာထင်ရှားသော ဟန်ချက်မညီသော အခြေအနေအောက်တွင်၊ မုန်လာဥနီချို့ယွင်းချက်များနှင့် ကြယ်တံခွန်ချို့ယွင်းချက်များကို အခြေခံအားဖြင့် ဖယ်ရှားပစ်နိုင်သည်၊ ကျဆင်းနေသောချို့ယွင်းချက်များနှင့် တြိဂံချို့ယွင်းချက်များသည် epitaxial ကိရိယာများ၏ လည်ပတ်မှုအတွင်း သန့်ရှင်းမှုထိန်းချုပ်မှုနှင့် ဆက်စပ်နေပြီး ဂရပ်ဖိုက်၏ညစ်ညမ်းမှုအဆင့်၊ ဓာတ်ပြုခန်းရှိ အစိတ်အပိုင်းများနှင့် အလွှာ၏ အရည်အသွေး၊ ဇယား 2 မှ၊ 150 မီလီမီတာနှင့် 200 မီလီမီတာ epitaxial wafers များ၏ ဆိုးရွားသော ချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းဆကို 0.3 particles/cm2 အတွင်း ထိန်းချုပ်နိုင်သည်၊ ၎င်းသည် ကိရိယာအမျိုးအစားတူအတွက် အထူးကောင်းမွန်သည့်အဆင့်ဖြစ်သည် ။ 150 မီလီမီတာ epitaxial wafer ၏ပြင်းထန်သောချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းဆထိန်းချုပ်မှုအဆင့်သည် 200 မီလီမီတာ epitaxial wafer ထက်ပိုမိုကောင်းမွန်သည်။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် 150 မီလီမီတာ အလွှာပြင်ဆင်မှုလုပ်ငန်းစဉ်သည် 200 မီလီမီတာထက် ပိုမိုရင့်ကျက်သောကြောင့်၊ အလွှာ၏အရည်အသွေးသည် ပိုမိုကောင်းမွန်ပြီး 150 မီလီမီတာ ဂရပ်ဖိုက်တုံ့ပြန်မှုအခန်း၏ အညစ်အကြေးထိန်းချုပ်မှုအဆင့်သည် ပိုမိုကောင်းမွန်ပါသည်။

2.4 Epitaxial wafer မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းခြင်း။

ပုံ 6 သည် 150 mm နှင့် 200 mm SiC epitaxial wafers များ၏ မျက်နှာပြင်၏ AFM ပုံများကို ပြသထားသည်။ ပုံတွင်တွေ့နိုင်သကဲ့သို့ မျက်နှာပြင်အမြစ်၏ အဓိပ္ပာယ်မှာ စတုရန်းကြမ်းကြမ်း Ra 150 mm နှင့် 200 mm epitaxial wafers သည် 0.129 nm နှင့် 0.113 nm အသီးသီးရှိပြီး epitaxial အလွှာ၏မျက်နှာပြင်သည် ထင်ရှားသော macro-step aggregation ဖြစ်စဉ်မရှိဘဲ၊ epitaxial အလွှာ၏ကြီးထွားမှုသည် epitaxial လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုလုံးတွင် step flow growth mode ကိုအမြဲထိန်းသိမ်းထားပြီး၊ အဆင့်ပေါင်းစည်းမှုဖြစ်ပေါ်ခြင်းမရှိကြောင်းဖော်ပြသည်။ ချောမွေ့သော မျက်နှာပြင်ရှိသော epitaxial အလွှာကို 150 mm နှင့် 200 mm low-angle substrates များတွင် အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် ပြုလုပ်ထားသော epitaxial ကြီးထွားမှုလုပ်ငန်းစဉ်ကို အသုံးပြု၍ ရရှိနိုင်သည်ကို တွေ့မြင်နိုင်ပါသည်။

3. ကောက်ချက်

150 mm နှင့် 200 mm 4H-SiC homoepitaxial wafers များကို ကိုယ်တိုင်တီထွင်ထားသော 200 mm SiC epitaxial growth equipment ကို အသုံးပြု၍ အိမ်တွင်းအလွှာများပေါ်တွင် အောင်မြင်စွာပြင်ဆင်ခဲ့ပြီး 150 mm နှင့် 200 mm အတွက် သင့်လျော်သော homoepitaxial လုပ်ငန်းစဉ်ကို တီထွင်ခဲ့သည်။ epitaxial ကြီးထွားနှုန်းသည် 60 μm/h ထက်များနိုင်သည်။ မြန်နှုန်းမြင့် epitaxy လိုအပ်ချက်နှင့် ကိုက်ညီနေချိန်တွင်၊ epitaxial wafer အရည်အသွေးသည် ကောင်းမွန်ပါသည်။ 150 mm နှင့် 200 mm SiC epitaxial wafers များ၏ အထူတူညီမှုကို 1.5% အတွင်း ထိန်းချုပ်နိုင်ပြီး အာရုံစူးစိုက်မှု တူညီမှုသည် 3% ထက်နည်းပြီး သေစေတတ်သော ချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းဆသည် 0.3 particles/cm2 ထက်နည်းပြီး epitaxial မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှု အမြစ်ဆိုလိုရင်း စတုရန်း Ra သည် 0.15 nm အောက်။ epitaxial wafers ၏အဓိကလုပ်ငန်းစဉ်ညွှန်ကိန်းများသည်စက်မှုလုပ်ငန်းတွင်အဆင့်မြင့်သည်။

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

VeTek Semiconductor သည် ပရော်ဖက်ရှင်နယ် တရုတ်ထုတ်လုပ်သူဖြစ်သည်။CVD SiC Coated Ceiling, CVD SiC Coating Nozzle, နှင့်SiC Coating Inlet Ring.  VeTek Semiconductor သည် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာစက်မှုလုပ်ငန်းအတွက် အမျိုးမျိုးသော SiC Wafer ထုတ်ကုန်များအတွက် အဆင့်မြင့်ဖြေရှင်းချက်များအား ပံ့ပိုးပေးရန် ကတိပြုပါသည်။

စိတ်ဝင်စားတယ်ဆိုရင်၈ လက်မ SiC epitaxial မီးဖိုနှင့် homoepitaxial လုပ်ငန်းစဉ်ကျေးဇူးပြု၍ ကျွန်ုပ်တို့ကို တိုက်ရိုက်ဆက်သွယ်ပါ။

Mob: +86-180 6922 0752

WhatsAPP: +86 180 6922 0752

အီးမေးလ်- anny@veteksemi.com