SiC epitaxial ကြီးထွားမှုမီးဖို၏ကွဲပြားခြားနားသောနည်းပညာပိုင်းဆိုင်ရာလမ်းကြောင်းများ

ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာများတွင် ချွတ်ယွင်းချက်များစွာရှိပြီး တိုက်ရိုက်လုပ်ဆောင်၍မရပါ။ ချပ်စ်ဝေဖာများပြုလုပ်ရန် လျှပ်တစ်ပြက်အလွှာတစ်ခုမှ တိကျသော တစ်ခုတည်းသော ပါးလွှာသောဖလင်တစ်ချပ်ကို ၎င်းတို့ပေါ်တွင် ကြီးထွားစေရန်လိုအပ်ပါသည်။ ဤပါးလွှာသောရုပ်ရှင်သည် epitaxial အလွှာဖြစ်သည်။ ဆီလီကွန်ကာဗိုက် စက်ပစ္စည်းအားလုံးနီးပါးသည် epitaxial ပစ္စည်းများပေါ်တွင် နားလည်သဘောပေါက်ကြသည်။ အရည်အသွေးမြင့် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်များသည် တစ်သားတည်းဖြစ်တည်နေသော epitaxial ပစ္စည်းများသည် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ကိရိယာများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် အခြေခံဖြစ်သည်။ epitaxial ပစ္စည်းများ၏စွမ်းဆောင်ရည်သည် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ကိရိယာများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို တိုက်ရိုက်ဆုံးဖြတ်သည်။

လက်ရှိ မြင့်မားပြီး ယုံကြည်စိတ်ချရမှု မြင့်မားသော ဆီလီကွန်ကာဗိုက် ကိရိယာများသည် မျက်နှာပြင် ရုပ်ပုံသဏ္ဍာန်၊ ချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းဆ၊ ဓာတုဗေဒပစ္စည်းများ၏ အထူနှင့် အထူတူညီမှုအပေါ် ပိုမိုတင်းကြပ်သော လိုအပ်ချက်များကို တင်ပြထားပါသည်။ ကြီးမားသောအရွယ်အစား၊ ချို့ယွင်းမှုနည်းသောသိပ်သည်းဆနှင့် တူညီမှုမြင့်မားသည်။ဆီလီကွန်ကာဗိုက် epitaxyဆီလီကွန်ကာဗိုက်လုပ်ငန်း ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေး၏ သော့ချက်ဖြစ်လာသည်။

အရည်အသွေးမြင့်ပြင်ဆင်မှုဆီလီကွန်ကာဗိုက် epitaxyအဆင့်မြင့် လုပ်ငန်းစဉ်များနှင့် စက်ကိရိယာများ လိုအပ်ပါသည်။ အသုံးအများဆုံး ဆီလီကွန်ကာဗိုက် epitaxial ကြီးထွားမှုနည်းလမ်းမှာ epitaxial film thickness နှင့် doping concentration ကို တိကျစွာထိန်းချုပ်နိုင်ခြင်း၏ အားသာချက်များဖြစ်သည့် ဓာတုအခိုးအငွေ့ထွက်နှုန်း (CVD) ၊ ၎င်းသည် ယုံကြည်စိတ်ချရသော နည်းပညာတစ်ခုဖြစ်ပြီး စီးပွားဖြစ်အောင်မြင်ခဲ့သည်။

ဆီလီကွန်ကာဗိုက် CVD epitaxy သည် ယေဘူယျအားဖြင့် ပူသောနံရံ သို့မဟုတ် နွေးထွေးသောနံရံ CVD ကိရိယာကိုအသုံးပြုသည်၊ ၎င်းသည် မြင့်မားသောကြီးထွားမှုအပူချိန်အခြေအနေများ (1500-1700 ℃) အောက်တွင် epitaxial အလွှာ 4H crystal SiC ၏ဆက်လက်တည်ရှိမှုကိုသေချာစေသည်။ နှစ်ပေါင်းများစွာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာပြီးနောက်၊ နံရံပူ သို့မဟုတ် နွေးထွေးသောနံရံ CVD ကို အလျားလိုက် အလျားလိုက် ဓါတ်ပေါင်းဖိုများနှင့် ဒေါင်လိုက်ဖွဲ့စည်းပုံ ဓာတ်ပေါင်းဖိုများအဖြစ် ပိုင်းခြားနိုင်သည်။

ဆီလီကွန်ကာဗိုက် epitaxial furnace ၏အရည်အသွေးသည် အဓိကအားဖြင့် အညွှန်းသုံးခုရှိသည်။ ပထမအချက်မှာ အထူတူညီမှု၊ သုံးစွဲမှုတူညီမှု၊ ချို့ယွင်းမှုနှုန်းနှင့် ကြီးထွားမှုနှုန်းအပါအဝင် epitaxial ကြီးထွားမှုစွမ်းဆောင်ရည်၊ ဒုတိယမှာ အပူ/အအေးနှုန်း၊ အမြင့်ဆုံးအပူချိန်၊ အပူချိန်တူညီမှု အပါအဝင် စက်ပစ္စည်းများ၏ အပူချိန်စွမ်းဆောင်ရည်၊ နောက်ဆုံးတွင် ယူနစ်စျေးနှုန်းနှင့် ထုတ်လုပ်မှုစွမ်းရည် အပါအဝင် စက်ကိရိယာများ၏ စွမ်းဆောင်ရည် ကုန်ကျစရိတ်။

ဆီလီကွန်ကာဗိုက် epitaxial ကြီးထွားမှုမီးဖိုများတွင် အမျိုးအစားသုံးမျိုးအကြား ကွာခြားချက်များ

Hot wall horizontal CVD၊ warm wall planetary CVD နှင့် hot wall vertical CVD တို့သည် ဤအဆင့်တွင် စီးပွားဖြစ်အသုံးချခဲ့ကြသည့် ပင်မလျှပ်စီးကြောင်း epitaxial equipment technology solutions များဖြစ်သည်။ နည်းပညာသုံး စက်ကိရိယာများသည် ၎င်းတို့၏ ကိုယ်ပိုင်ဝိသေသလက္ခဏာများရှိပြီး လိုအပ်ချက်အလိုက် ရွေးချယ်နိုင်သည်။ ဖွဲ့စည်းပုံပုံကြမ်းကို အောက်ပါပုံတွင် ပြထားသည်။

ပူပြင်းသောနံရံအလျားလိုက် CVD စနစ်သည် ယေဘူယျအားဖြင့် လေဝင်လေထွက်နှင့် လှည့်ပတ်မှုဖြင့် မောင်းနှင်သော single-wafer အရွယ်အစားကြီးမားသော ကြီးထွားမှုစနစ်ဖြစ်သည်။ ကောင်းသော in-wafer အညွှန်းကိန်းများကို ရရှိရန် လွယ်ကူသည်။ ကိုယ်စားလှယ်မော်ဒယ်သည် အီတလီရှိ LPE ကုမ္ပဏီမှ Pe1O6 ဖြစ်သည်။ ဤစက်သည် 900 ℃ တွင် wafer များကို အလိုအလျောက် တင်ခြင်းနှင့် ချွတ်ခြင်းတို့ကို သိရှိနိုင်သည်။ အဓိကအင်္ဂါရပ်များမှာ ကြီးထွားနှုန်းမြင့်မားခြင်း၊ တိုတောင်းသော epitaxial စက်ဝန်း၊ wafer အတွင်းနှင့် မီးဖိုများကြားတွင် ကောင်းမွန်ညီညွတ်မှု စသည်တို့ဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် တရုတ်နိုင်ငံတွင် အမြင့်ဆုံးစျေးကွက်ဝေစုရှိသည်။

LPE ၏တရားဝင်အစီရင်ခံစာများအရ၊ အဓိကအသုံးပြုသူများ၏အသုံးပြုမှုနှင့်ပေါင်းစပ်ထားသော Pe1O6 epitaxial furnace မှထုတ်လုပ်သော 30μmအောက်အထူရှိသော 4H-SiC epitaxial wafer ထုတ်ကုန်များသည် 100-150mm (4-6 လက်မ) 4H-SiC epitaxial wafer ထုတ်ကုန်များသည် အောက်ပါအချက်များအား တည်ငြိမ်စွာရရှိနိုင်ပါသည်။ intra-wafer epitaxial thickness non-uniformity ≤2%, intra-wafer doping concentration non-uniformity ≤5%, surface defect density ≤1cm-2, surface defect-free area (2mm×2mm unit cell) ≥90%.

JSG၊ CETC 48၊ NAURA နှင့် NASO ကဲ့သို့သော ပြည်တွင်းကုမ္ပဏီများသည် အလားတူလုပ်ဆောင်ချက်များဖြင့် monolithic silicon carbide epitaxial ပစ္စည်းများကို တီထွင်ခဲ့ပြီး အကြီးစားတင်ပို့မှုများ အောင်မြင်ခဲ့သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ဖေဖော်ဝါရီ 2023 တွင် JSG သည် 6-inch double-wafer SiC epitaxial ပစ္စည်းကို ထုတ်လွှတ်ခဲ့သည်။ စက်ပစ္စည်းသည် မီးဖိုတစ်ခုထဲရှိ epitaxial wafers နှစ်ခုကို ကြီးထွားစေရန် ဂရပ်ဖိုက်ဓာတ်ပြုခန်း၏ အထက်နှင့်အောက်အလွှာ၏ အထက်နှင့်အောက်အလွှာကို အသုံးပြုကာ အပူချိန်ကွာခြားချက် ≤ ဖြင့် အထက်နှင့်အောက် ဓာတ်ငွေ့များကို သီးခြားစီ ထိန်းချုပ်နိုင်သည်။ 5°C သည် monolithic horizontal epitaxial furnaces ၏ ထုတ်လုပ်မှုစွမ်းရည် မလုံလောက်ခြင်း၏ အားနည်းချက်ကို ထိရောက်စွာ ဖန်တီးပေးပါသည်။ အဓိက အပိုပစ္စည်းမှာSiC Coating Halfmoon အစိတ်အပိုင်းများကျွန်ုပ်တို့သည် သုံးစွဲသူများအတွက် 6 လက်မနှင့် 8 လက်မရှိသော လဝက်အပိုင်းများကို ထောက်ပံ့ပေးနေပါသည်။

ပူနွေးသောနံရံဂြိုလ် CVD စနစ်သည် မီးဖိုတစ်ခုထဲရှိ wafers အများအပြားကြီးထွားမှုနှင့် မြင့်မားသောထွက်ရှိမှုထိရောက်မှုတို့ဖြင့် ထင်ရှားသည်။ ကိုယ်စားပြုမော်ဒယ်များသည် AIXG5WWC (8X150mm) နှင့် G10-SiC (9×150mm သို့မဟုတ် 6×200mm) စီးရီးများသည် ဂျာမနီနိုင်ငံ Aixtron ၏ epitaxial ပစ္စည်းဖြစ်သည်။

Aixtron ၏တရားဝင်အစီရင်ခံစာအရ၊ G10 epitaxial furnace မှထုတ်လုပ်သော အထူ 10μmရှိသော 6 လက်မ 4H-SiC epitaxial wafer ထုတ်ကုန်များသည် အောက်ပါညွှန်းကိန်းများကို တည်ငြိမ်စွာရရှိနိုင်သည်- inter-wafer epitaxial thickness သွေဖည်မှု ±2.5%, intra-wafer epitaxial thickness တူညီမှုမရှိသော 2%, inter-wafer doping အာရုံစူးစိုက်မှုသွေဖည်မှု ±5%, intra-wafer doping အာရုံစူးစိုက်မှု - တူညီမှုမရှိသော <2%။

ယခုအချိန်အထိ ဤမော်ဒယ်လ်အမျိုးအစားကို ပြည်တွင်းအသုံးပြုသူများ အသုံးပြုခဲပြီး batch production data သည် မလုံလောက်သောကြောင့် ၎င်း၏ အင်ဂျင်နီယာအပလီကေးရှင်းကို အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ ကန့်သတ်ထားသည်။ ထို့အပြင်၊ multi-wafer epitaxial မီးဖိုများ၏ မြင့်မားသောနည်းပညာဆိုင်ရာ အတားအဆီးများကြောင့် အပူချိန်ကွင်းဆင်းမှုနှင့် စီးဆင်းမှုအကွက်ထိန်းချုပ်မှုဆိုင်ရာ အတားအဆီးများကြောင့်၊ အလားတူ အိမ်တွင်းစက်ကိရိယာများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသည် သုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေးအဆင့်တွင် ရှိနေဆဲဖြစ်ပြီး၊ တစ်ချိန်တည်းတွင် အခြားရွေးချယ်စရာပုံစံမရှိပါ။ ကျွန်ုပ်တို့သည် 6 လက်မနှင့် 8 လက်မကဲ့သို့သော Aixtron Planetary susceptor ကို TaC coating သို့မဟုတ် SiC coating ပေးနိုင်ပါသည်။

နံရံပူတစ်ပိုင်း ဒေါင်လိုက် CVD စနစ်သည် အဓိကအားဖြင့် ပြင်ပစက်ပိုင်းဆိုင်ရာအကူအညီဖြင့် အရှိန်ပြင်းစွာ လှည့်ပတ်သည်။ ၎င်း၏ဝိသေသလက္ခဏာမှာ ပျစ်သောအလွှာ၏အထူကို အောက်ပိုင်းတုံ့ပြန်မှုအခန်းဖိအားဖြင့် ထိရောက်စွာလျှော့ချနိုင်ပြီး၊ ထို့ကြောင့် epitaxial ကြီးထွားမှုနှုန်းကိုတိုးစေသည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ ၎င်း၏တုံ့ပြန်မှုအခန်းတွင် SiC အမှုန်များ စုပုံထားနိုင်သည့် အပေါ်နံရံတွင် မရှိတော့ဘဲ ပြုတ်ကျနေသော အရာဝတ္ထုများကို ထုတ်လုပ်ရန် မလွယ်ကူပေ။ ချို့ယွင်းချက်ထိန်းချုပ်မှုတွင် မွေးရာပါ အားသာချက်တစ်ခုရှိသည်။ ကိုယ်စားပြုမော်ဒယ်များသည် Japan's Nuflare ၏ single-wafer epitaxial furnaces EPIREVOS6 နှင့် EPIREVOS8 တို့ဖြစ်သည်။

Nuflare ၏အဆိုအရ EPIREVOS6 စက်၏ကြီးထွားနှုန်းသည် 50μm/h ထက်ပို၍ရောက်ရှိနိုင်ပြီး epitaxial wafer ၏မျက်နှာပြင်ချို့ယွင်းမှုသိပ်သည်းဆသည် 0.1cm-² အောက်တွင်ထိန်းချုပ်နိုင်သည်။ တူညီမှုထိန်းချုပ်မှုနှင့်ပတ်သက်၍၊ Nuflare အင်ဂျင်နီယာ Yoshiaki Daigo သည် EPIREVOS6 ကို အသုံးပြု၍ စိုက်ပျိုးထားသော 10μm အထူ 6 လက်မ epitaxial wafer ၏ အတွင်းပိုင်း wafer တူညီမှုရလဒ်များကို အစီရင်ခံတင်ပြခဲ့ပြီး ဆပ်ပြာအထူနှင့် ဖော်စပ်ထားသည့် အာရုံစူးစိုက်မှုမှာ 1% နှင့် 2.6% အသီးသီးရှိခဲ့သည်။ ကျွန်ုပ်တို့သည် SiC coated မြင့်မားသောသန့်ရှင်းစင်ကြယ်သောဂရပ်ဖိုက်အစိတ်အပိုင်းများကဲ့သို့ပေးဆောင်နေပါသည်။Upper Graphite Cylinder.

လက်ရှိတွင်၊ Core Third Generation နှင့် JSG ကဲ့သို့သော ပြည်တွင်းစက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်သူများသည် အလားတူလုပ်ဆောင်ချက်များဖြင့် epitaxial ကိရိယာများကို ဒီဇိုင်းထုတ်ကာ စတင်ထုတ်လုပ်ခဲ့သော်လည်း ကြီးမားသောအတိုင်းအတာဖြင့် အသုံးမပြုရသေးပါ။

ယေဘူယျအားဖြင့်၊ ပစ္စည်းအမျိုးအစားသုံးမျိုးတွင် ၎င်းတို့၏ကိုယ်ပိုင်လက္ခဏာများရှိပြီး မတူညီသောလျှောက်လွှာလိုအပ်ချက်များတွင် စျေးကွက်ဝေစုကို သိမ်းပိုက်ထားသည်-

ပူပြင်းသော နံရံအလျားလိုက် CVD ဖွဲ့စည်းပုံတွင် အလွန်လျင်မြန်သော ကြီးထွားနှုန်း၊ အရည်အသွေးနှင့် တူညီမှု၊ ရိုးရှင်းသော စက်ကိရိယာများ လည်ပတ်မှုနှင့် ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှု၊ နှင့် အရွယ်ရောက်ပြီး ကြီးမားသော ထုတ်လုပ်မှု အသုံးချမှုများ ပါဝင်သည်။ သို့သော်၊ single-wafer အမျိုးအစားနှင့် မကြာခဏ ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှုများကြောင့် ထုတ်လုပ်မှု ထိရောက်မှု နည်းပါးပါသည်။ နွေးထွေးသောနံရံဂြိုဟ် CVD သည် ယေဘူယျအားဖြင့် 6 (piece) × 100 mm (4 လက်မ) သို့မဟုတ် 8 (piece) × 150 mm (6 လက်မ) ဗန်းဖွဲ့စည်းပုံကို လက်ခံသည်၊ ၎င်းသည် ထုတ်လုပ်မှုစွမ်းရည်အရ စက်ပစ္စည်းများ၏ ထုတ်လုပ်မှုစွမ်းဆောင်ရည်ကို များစွာတိုးတက်ကောင်းမွန်စေပါသည်။ အစိတ်အပိုင်းများစွာ၏ ညီညွတ်မှုကို ထိန်းချုပ်ရန် ခက်ခဲပြီး ထုတ်လုပ်မှုအထွက်နှုန်းသည် အကြီးမားဆုံး ပြဿနာဖြစ်နေဆဲဖြစ်သည်။ အပူတစ်ပိုင်း ဒေါင်လိုက် CVD တွင် ရှုပ်ထွေးသော ဖွဲ့စည်းပုံ ပါရှိပြီး၊ ၎င်းတွင် epitaxial wafer ထုတ်လုပ်မှု၏ အရည်အသွေး ချို့ယွင်းချက် ထိန်းချုပ်မှုသည် အလွန်ကောင်းမွန်ပြီး အလွန်ကြွယ်ဝသော စက်ကိရိယာ ပြုပြင်ထိန်းသိမ်းမှုနှင့် အသုံးပြုမှု အတွေ့အကြုံ လိုအပ်ပါသည်။

စက်မှုလုပ်ငန်း၏စဉ်ဆက်မပြတ်ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့်အတူ၊ ဤစက်ပစ္စည်းသုံးမျိုး၏ဖွဲ့စည်းပုံအရ အထပ်ထပ်အခါသမယတွင် ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်နှင့် အဆင့်မြှင့်တင်သွားမည်ဖြစ်ပြီး၊ စက်ကိရိယာဖွဲ့စည်းပုံများသည် ပိုမိုပြီးပြည့်စုံလာမည်ဖြစ်ပြီး၊ မတူညီသောအထူများနှင့် epitaxial wafers များ၏သတ်မှတ်ချက်များနှင့်ကိုက်ညီမှုတွင် အရေးကြီးသောအခန်းကဏ္ဍမှပါဝင်နေပါသည်။ ချို့ယွင်းချက် လိုအပ်ချက်များ။