8-அங்குல SiC எபிடாக்சியல் உலை மற்றும் ஹோமோபிடாக்சியல் செயல்முறை ஆராய்ச்சி

தற்போது, ​​SiC தொழில்துறையானது 150 மிமீ (6 அங்குலம்) இலிருந்து 200 மிமீ (8 அங்குலம்) ஆக மாறுகிறது. தொழில்துறையில் பெரிய அளவிலான, உயர்தர SiC ஹோமோபிடாக்சியல் செதில்களுக்கான அவசர தேவையை பூர்த்தி செய்வதற்காக, 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ 4H-SiC ஹோமோபிடாக்சியல் செதில்கள் சுயாதீனமாக உருவாக்கப்பட்ட 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி உபகரணங்களைப் பயன்படுத்தி உள்நாட்டு அடி மூலக்கூறுகளில் வெற்றிகரமாக தயாரிக்கப்பட்டன. 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீக்கு ஏற்ற ஹோமோபிடாக்சியல் செயல்முறை உருவாக்கப்பட்டது, இதில் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி விகிதம் 60 μm/h ஐ விட அதிகமாக இருக்கும். அதிவேக எபிடாக்ஸியை சந்திக்கும் போது, ​​எபிடாக்சியல் வேஃபர் தரம் சிறப்பாக உள்ளது. 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் செதில்களின் தடிமன் சீரானது 1.5% க்குள் கட்டுப்படுத்தப்படலாம், செறிவு சீரான தன்மை 3% க்கும் குறைவாக உள்ளது, அபாயகரமான குறைபாடு அடர்த்தி 0.3 துகள்கள்/செ.மீ 2 க்கும் குறைவாக உள்ளது, மற்றும் எபிடாக்சியல் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை ரூட் சராசரி சதுரம் Ra ஆகும். 0.15 nm க்கும் குறைவானது, மேலும் அனைத்து முக்கிய செயல்முறை குறிகாட்டிகளும் தொழில்துறையின் மேம்பட்ட மட்டத்தில் உள்ளன.

சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்தி பொருட்களின் பிரதிநிதிகளில் ஒன்றாகும். இது உயர் முறிவு புல வலிமை, சிறந்த வெப்ப கடத்துத்திறன், பெரிய எலக்ட்ரான் செறிவூட்டல் சறுக்கல் வேகம் மற்றும் வலுவான கதிர்வீச்சு எதிர்ப்பு ஆகியவற்றின் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இது சக்தி சாதனங்களின் ஆற்றல் செயலாக்க திறனை பெரிதும் விரிவுபடுத்தியுள்ளது மற்றும் அதிக சக்தி, சிறிய அளவு, அதிக வெப்பநிலை, அதிக கதிர்வீச்சு மற்றும் பிற தீவிர நிலைமைகள் கொண்ட சாதனங்களுக்கான மின்சக்தி மின்னணு சாதனங்களின் அடுத்த தலைமுறையின் சேவை தேவைகளை பூர்த்தி செய்ய முடியும். இது இடத்தை குறைக்கலாம், மின் நுகர்வு குறைக்கலாம் மற்றும் குளிரூட்டும் தேவைகளை குறைக்கலாம். புதிய ஆற்றல் வாகனங்கள், ரயில் போக்குவரத்து, ஸ்மார்ட் கட்டங்கள் மற்றும் பிற துறைகளில் புரட்சிகரமான மாற்றங்களைக் கொண்டு வந்துள்ளது. எனவே, சிலிக்கான் கார்பைடு குறைக்கடத்திகள் அடுத்த தலைமுறை உயர் சக்தி மின்னியல் சாதனங்களுக்கு வழிவகுக்கும் சிறந்த பொருளாக அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளன. சமீபத்திய ஆண்டுகளில், மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்தி தொழில் வளர்ச்சிக்கான தேசிய கொள்கை ஆதரவுக்கு நன்றி, ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு மற்றும் 150 மிமீ SiC சாதன தொழில்துறை அமைப்பின் கட்டுமானம் அடிப்படையில் சீனாவில் முடிக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் தொழில்துறை சங்கிலியின் பாதுகாப்பு அடிப்படையில் உத்தரவாதம் அளிக்கப்பட்டது. எனவே, தொழில்துறையின் கவனம் படிப்படியாக செலவுக் கட்டுப்பாடு மற்றும் செயல்திறன் மேம்பாட்டிற்கு மாறியுள்ளது. அட்டவணை 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 150 மிமீ உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​200 மிமீ SiC அதிக விளிம்பு பயன்பாட்டு விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் ஒற்றை வேஃபர் சில்லுகளின் வெளியீட்டை சுமார் 1.8 மடங்கு அதிகரிக்கலாம். தொழில்நுட்பம் முதிர்ச்சியடைந்த பிறகு, ஒரு சிப்பின் உற்பத்திச் செலவை 30% குறைக்கலாம். 200 மிமீ தொழில்நுட்ப முன்னேற்றம் என்பது "செலவுகளைக் குறைப்பதற்கும் செயல்திறனை அதிகரிப்பதற்கும்" நேரடியான வழிமுறையாகும், மேலும் இது எனது நாட்டின் குறைக்கடத்தி தொழில்துறைக்கு "இணையாக" அல்லது "முன்னணி" ஆகவும் உள்ளது.

Si சாதன செயல்முறையிலிருந்து வேறுபட்டது, SiC குறைக்கடத்தி சக்தி சாதனங்கள் அனைத்தும் செயலாக்கப்பட்டு, மூலக்கல்லாக எபிடாக்சியல் அடுக்குகளுடன் தயாரிக்கப்படுகின்றன. எபிடாக்சியல் செதில்கள் SiC மின் சாதனங்களுக்கான அத்தியாவசிய அடிப்படை பொருட்கள். எபிடாக்சியல் லேயரின் தரம் நேரடியாக சாதனத்தின் விளைச்சலை தீர்மானிக்கிறது, மேலும் அதன் செலவு சிப் உற்பத்தி செலவில் 20% ஆகும். எனவே, எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி என்பது SiC சக்தி சாதனங்களில் இன்றியமையாத இடைநிலை இணைப்பாகும். எபிடாக்சியல் செயல்முறை மட்டத்தின் மேல் வரம்பு எபிடாக்சியல் உபகரணங்களால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. தற்போது, ​​உள்நாட்டு 150 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் உபகரணங்களின் உள்ளூர்மயமாக்கல் அளவு ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக உள்ளது, ஆனால் 200 மிமீ ஒட்டுமொத்த தளவமைப்பு அதே நேரத்தில் சர்வதேச அளவில் பின்தங்கியுள்ளது. எனவே, உள்நாட்டு மூன்றாம் தலைமுறை செமிகண்டக்டர் தொழில்துறையின் வளர்ச்சிக்கான பெரிய அளவிலான, உயர்தர எபிடாக்சியல் பொருள் உற்பத்தியின் அவசரத் தேவைகள் மற்றும் இடையூறு சிக்கல்களைத் தீர்க்க, இந்த கட்டுரை எனது நாட்டில் வெற்றிகரமாக உருவாக்கப்பட்ட 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் உபகரணங்களை அறிமுகப்படுத்துகிறது. மற்றும் எபிடாக்சியல் செயல்முறையைப் படிக்கிறது. செயல்முறை வெப்பநிலை, கேரியர் வாயு ஓட்ட விகிதம், C/Si விகிதம் போன்ற செயல்முறை அளவுருக்களை மேம்படுத்துவதன் மூலம், செறிவு சீரான <3%, தடிமன் அல்லாத சீரான தன்மை <1.5%, கடினத்தன்மை Ra <0.2 nm மற்றும் அபாயகரமான குறைபாடு அடர்த்தி <0.3 துகள்கள் 150 மிமீ / செமீ2 மற்றும் 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் செதில்கள் சுய-வளர்ச்சியடைந்த 200 மிமீ சிலிக்கான் கார்பைடு எபிடாக்சியல் உலைகள் பெறப்படுகின்றன. உபகரண செயல்முறை நிலை உயர்தர SiC சக்தி சாதன தயாரிப்பின் தேவைகளை பூர்த்தி செய்ய முடியும்.

1 பரிசோதனைகள்

1.1 SiC எபிடாக்சியல் செயல்முறையின் கோட்பாடு

4H-SiC ஹோமோபிடாக்சியல் வளர்ச்சி செயல்முறை முக்கியமாக 2 முக்கிய படிகளை உள்ளடக்கியது, அதாவது, 4H-SiC அடி மூலக்கூறு மற்றும் ஒரே மாதிரியான இரசாயன நீராவி படிவு செயல்முறையின் உயர்-வெப்பநிலை உள்ள இடத்திலேயே பொறித்தல். அடி மூலக்கூறு இன்-சிட்டு செதுக்கலின் முக்கிய நோக்கம், செதில் மெருகூட்டல், எஞ்சிய பாலிஷ் திரவம், துகள்கள் மற்றும் ஆக்சைடு அடுக்குக்குப் பிறகு அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பு சேதத்தை அகற்றுவதாகும், மேலும் பொறிப்பதன் மூலம் அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பில் ஒரு வழக்கமான அணு படி அமைப்பை உருவாக்க முடியும். ஹைட்ரஜன் வளிமண்டலத்தில் உள்ள இடத்தில் பொறித்தல் பொதுவாக மேற்கொள்ளப்படுகிறது. உண்மையான செயல்முறை தேவைகளின்படி, ஹைட்ரஜன் குளோரைடு, புரொப்பேன், எத்திலீன் அல்லது சிலேன் போன்ற சிறிய அளவிலான துணை வாயுவையும் சேர்க்கலாம். இடத்திலுள்ள ஹைட்ரஜன் பொறிப்பின் வெப்பநிலை பொதுவாக 1 600 ℃ க்கு மேல் இருக்கும், மேலும் செதுக்கும் செயல்பாட்டின் போது எதிர்வினை அறையின் அழுத்தம் பொதுவாக 2×104 Pa க்குக் கீழே கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பு இன்-சிட்டு பொறித்தல் மூலம் செயல்படுத்தப்பட்ட பிறகு, அது உயர்-வெப்பநிலை இரசாயன நீராவி படிவு செயல்முறைக்குள் நுழைகிறது, அதாவது, வளர்ச்சி ஆதாரம் (எத்திலீன்/புரோபேன், டிசிஎஸ்/சிலேன் போன்றவை), ஊக்கமருந்து மூலத்தில் (என்-வகை ஊக்கமருந்து மூல நைட்ரஜன் , p-வகை ஊக்கமருந்து மூலம் TMAl), மற்றும் ஹைட்ரஜன் குளோரைடு போன்ற துணை வாயு ஆகியவை கேரியர் வாயுவின் (பொதுவாக ஹைட்ரஜன்) ஒரு பெரிய ஓட்டம் மூலம் எதிர்வினை அறைக்கு கொண்டு செல்லப்படுகின்றன. வாயு உயர்-வெப்பநிலை எதிர்வினை அறையில் வினைபுரிந்த பிறகு, முன்னோடியின் ஒரு பகுதி வேதியியல் ரீதியாக வினைபுரிகிறது மற்றும் செதில் மேற்பரப்பில் உறிஞ்சுகிறது, மேலும் ஒரு குறிப்பிட்ட ஊக்கமருந்து செறிவு, குறிப்பிட்ட தடிமன் மற்றும் உயர் தரத்துடன் ஒற்றை-படிக ஒரே மாதிரியான 4H-SiC எபிடாக்சியல் அடுக்கு உருவாகிறது. அடி மூலக்கூறு மேற்பரப்பில் ஒற்றை-படிக 4H-SiC அடி மூலக்கூறை டெம்ப்ளேட்டாகப் பயன்படுத்துகிறது. பல வருட தொழில்நுட்ப ஆய்வுக்குப் பிறகு, 4H-SiC ஹோமோபிடாக்சியல் தொழில்நுட்பம் அடிப்படையில் முதிர்ச்சியடைந்து தொழில்துறை உற்பத்தியில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உலகில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் 4H-SiC ஹோமோபிடாக்சியல் தொழில்நுட்பம் இரண்டு பொதுவான குணாதிசயங்களைக் கொண்டுள்ளது: (1) ஆஃப்-அச்சு (<0001> படிகத் தளத்துடன் தொடர்புடையது, <11-20> படிகத் திசையை நோக்கி) சாய்ந்த வெட்டு அடி மூலக்கூறு டெம்ப்ளேட், அசுத்தங்கள் இல்லாத உயர்-தூய்மை ஒற்றை-படிக 4H-SiC எபிடாக்சியல் அடுக்கு படி-ஓட்டம் வளர்ச்சி முறை வடிவத்தில் அடி மூலக்கூறு மீது டெபாசிட் செய்யப்படுகிறது. ஆரம்பகால 4H-SiC ஹோமோபிடாக்சியல் வளர்ச்சியானது நேர்மறை படிக அடி மூலக்கூறைப் பயன்படுத்தியது, அதாவது வளர்ச்சிக்கு <0001> Si விமானம். நேர்மறை படிக அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் அணு படிகளின் அடர்த்தி குறைவாக உள்ளது மற்றும் மொட்டை மாடிகள் அகலமாக இருக்கும். 3C படிக SiC (3C-SiC) உருவாவதற்கான எபிடாக்ஸி செயல்முறையின் போது இரு பரிமாண அணுக்கரு வளர்ச்சி எளிதானது. அச்சு வெட்டுதல் மூலம், 4H-SiC <0001> அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் அதிக அடர்த்தி, குறுகிய மொட்டை மாடி அகல அணு படிகளை அறிமுகப்படுத்தலாம், மேலும் உறிஞ்சப்பட்ட முன்னோடி மேற்பரப்பு பரவல் மூலம் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த மேற்பரப்பு ஆற்றலுடன் அணு படி நிலையை திறம்பட அடைய முடியும். . படிநிலையில், முன்னோடி அணு/மூலக்கூறு குழு பிணைப்பு நிலை தனித்துவமானது, எனவே படி ஓட்ட வளர்ச்சி முறையில், எபிடாக்சியல் அடுக்கு ஒரே படிகத்துடன் ஒற்றை படிகத்தை உருவாக்க அடி மூலக்கூறின் Si-C இரட்டை அணு அடுக்கு அடுக்கி வைக்கும் வரிசையை முழுமையாகப் பெறுகிறது. அடி மூலக்கூறாக கட்டம். (2) குளோரின் கொண்ட சிலிக்கான் மூலத்தை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் அதிவேக எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி அடையப்படுகிறது. வழக்கமான SiC இரசாயன நீராவி படிவு அமைப்புகளில், சிலேன் மற்றும் புரொப்பேன் (அல்லது எத்திலீன்) ஆகியவை முக்கிய வளர்ச்சி ஆதாரங்களாகும். வளர்ச்சி மூல ஓட்ட விகிதத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம் வளர்ச்சி விகிதத்தை அதிகரிக்கும் செயல்பாட்டில், சிலிக்கான் கூறுகளின் சமநிலை பகுதி அழுத்தம் தொடர்ந்து அதிகரித்து வருவதால், ஒரே மாதிரியான வாயு கட்ட அணுக்கருவின் மூலம் சிலிக்கான் கிளஸ்டர்களை உருவாக்குவது எளிது, இது அதன் பயன்பாட்டு விகிதத்தை கணிசமாகக் குறைக்கிறது. சிலிக்கான் மூல. சிலிக்கான் கிளஸ்டர்களின் உருவாக்கம் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி விகிதத்தின் முன்னேற்றத்தை பெரிதும் கட்டுப்படுத்துகிறது. அதே நேரத்தில், சிலிக்கான் க்ளஸ்டர்கள் படி ஓட்ட வளர்ச்சியைத் தொந்தரவு செய்து, குறைபாடு அணுக்கருவை ஏற்படுத்தும். ஒரே மாதிரியான வாயு கட்ட அணுக்கருவைத் தவிர்ப்பதற்கும், எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி விகிதத்தை அதிகரிப்பதற்கும், குளோரின் அடிப்படையிலான சிலிக்கான் மூலங்களின் அறிமுகம் தற்போது 4H-SiC இன் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி விகிதத்தை அதிகரிப்பதற்கான முக்கிய முறையாகும்.

1.2 200 மிமீ (8-இன்ச்) SiC எபிடாக்சியல் உபகரணங்கள் மற்றும் செயல்முறை நிலைமைகள்

இந்தத் தாளில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள சோதனைகள் அனைத்தும் 150/200 மிமீ (6/8-இன்ச்) இணக்கமான மோனோலிதிக் கிடைமட்ட சூடான சுவர் SiC எபிடாக்சியல் உபகரணங்களில் 48வது இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் சீனா எலக்ட்ரானிக்ஸ் டெக்னாலஜி குரூப் கார்ப்பரேஷனால் சுயாதீனமாக உருவாக்கப்பட்டன. எபிடாக்சியல் உலை முழுமையாக தானியங்கி செதில் ஏற்றுதல் மற்றும் இறக்குதல் ஆகியவற்றை ஆதரிக்கிறது. படம் 1 என்பது எபிடாக்சியல் உபகரணங்களின் எதிர்வினை அறையின் உள் கட்டமைப்பின் திட்ட வரைபடமாகும். படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, எதிர்வினை அறையின் வெளிப்புறச் சுவர் நீர்-குளிரூட்டப்பட்ட இன்டர்லேயரைக் கொண்ட குவார்ட்ஸ் மணியாகும், மேலும் மணியின் உட்புறம் உயர்-வெப்பநிலை எதிர்வினை அறை ஆகும், இது வெப்ப காப்பு கார்பன் உணர்திறன், உயர்-தூய்மை கொண்டது. சிறப்பு கிராஃபைட் குழி, கிராஃபைட் வாயு-மிதக்கும் சுழலும் தளம், முதலியன. முழு குவார்ட்ஸ் மணியும் ஒரு உருளை தூண்டல் சுருளால் மூடப்பட்டிருக்கும், மேலும் மணியின் உள்ளே உள்ள எதிர்வினை அறை ஒரு நடுத்தர அதிர்வெண் தூண்டல் மின்சாரம் மூலம் மின்காந்தமாக வெப்பப்படுத்தப்படுகிறது. படம் 1 (b) இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, கேரியர் வாயு, எதிர்வினை வாயு மற்றும் ஊக்கமருந்து வாயு அனைத்தும் செதில் மேற்பரப்பில் ஒரு கிடைமட்ட லேமினார் ஓட்டத்தில் எதிர்வினை அறையின் மேல்புறத்தில் இருந்து எதிர்வினை அறையின் கீழ்நோக்கி பாய்கிறது மற்றும் வால் பகுதியிலிருந்து வெளியேற்றப்படுகிறது. வாயு முடிவு. செதில் உள்ள நிலைத்தன்மையை உறுதிப்படுத்த, காற்று மிதக்கும் தளத்தால் கொண்டு செல்லப்படும் செதில் எப்போதும் செயல்பாட்டின் போது சுழற்றப்படுகிறது.

சோதனையில் பயன்படுத்தப்படும் அடி மூலக்கூறு வணிகரீதியான 150 மிமீ, 200 மிமீ (6 அங்குலம், 8 அங்குலம்) <1120> திசை 4° ஆஃப்-ஆங்கிள் கடத்தும் n-வகை 4H-SiC இரட்டை பக்க பாலிஷ் செய்யப்பட்ட SiC அடி மூலக்கூறு ஷாங்க்சி ஷூக் கிரிஸ்டல் தயாரித்தது. டிரிக்ளோரோசிலேன் (SiHCl3, TCS) மற்றும் எத்திலீன் (C2H4) ஆகியவை செயல்முறை பரிசோதனையில் முக்கிய வளர்ச்சி ஆதாரங்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அவற்றில் TCS மற்றும் C2H4 முறையே சிலிக்கான் மூலமாகவும் கார்பன் மூலமாகவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, உயர் தூய்மை நைட்ரஜன் (N2) n- ஆகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஊக்கமருந்து மூல வகை, மற்றும் ஹைட்ரஜன் (H2) நீர்த்த வாயு மற்றும் கேரியர் வாயுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எபிடாக்சியல் செயல்முறை வெப்பநிலை வரம்பு 1 600 ~1 660 ℃, செயல்முறை அழுத்தம் 8×103 ~12×103 Pa, மற்றும் H2 கேரியர் வாயு ஓட்ட விகிதம் 100～140 L/min.

1.3 எபிடாக்சியல் செதில் சோதனை மற்றும் குணாதிசயம்

ஃபோரியர் அகச்சிவப்பு ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டர் (உபகரண உற்பத்தியாளர் தெர்மல்ஃபிஷர், மாதிரி iS50) மற்றும் பாதரச ஆய்வு செறிவு சோதனையாளர் (உபகரண உற்பத்தியாளர் செமிலாப், மாதிரி 530L) ஆகியவை எபிடாக்சியல் அடுக்கு தடிமன் மற்றும் ஊக்கமருந்து செறிவு ஆகியவற்றின் சராசரி மற்றும் விநியோகத்தை வகைப்படுத்த பயன்படுத்தப்பட்டன; எபிடாக்சியல் அடுக்கில் உள்ள ஒவ்வொரு புள்ளியின் தடிமன் மற்றும் ஊக்கமருந்து செறிவு 5 மிமீ விளிம்பு அகற்றலுடன் செதில்களின் மையத்தில் 45° இல் உள்ள முக்கிய குறிப்பு விளிம்பின் இயல்பான கோடு வெட்டும் விட்டம் கோட்டுடன் புள்ளிகளை எடுத்து தீர்மானிக்கப்பட்டது. 150 மிமீ செதில்களுக்கு, 9 புள்ளிகள் ஒற்றை விட்டம் கொண்ட கோட்டில் எடுக்கப்பட்டன (இரண்டு விட்டம் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாக இருந்தது), மற்றும் 200 மிமீ செதில்களுக்கு, 21 புள்ளிகள் எடுக்கப்பட்டன, படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. ஒரு அணுசக்தி நுண்ணோக்கி (உபகரண உற்பத்தியாளர் ப்ரூக்கர், மாதிரி பரிமாண ஐகான்) எபிடாக்சியல் லேயரின் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையை சோதிக்க, மையப் பகுதியில் 30 μm×30 μm பகுதிகளையும், எபிடாக்சியல் வேஃபரின் விளிம்புப் பகுதியையும் (5 மிமீ விளிம்பு நீக்கம்) தேர்ந்தெடுக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது; எபிடாக்சியல் அடுக்கின் குறைபாடுகள் ஒரு மேற்பரப்பு குறைபாடு சோதனையாளரைப் பயன்படுத்தி அளவிடப்பட்டது (உபகரண உற்பத்தியாளர் சைனா எலக்ட்ரானிக்ஸ் கெஃபெங்குவா, மாடல் மார்ஸ் 4410 ப்ரோ) குணாதிசயத்திற்காக.

2 பரிசோதனை முடிவுகள் மற்றும் விவாதம்

2.1 எபிடாக்சியல் அடுக்கு தடிமன் மற்றும் சீரான தன்மை

எபிடாக்சியல் அடுக்கு தடிமன், ஊக்கமருந்து செறிவு மற்றும் சீரான தன்மை ஆகியவை எபிடாக்சியல் செதில்களின் தரத்தை மதிப்பிடுவதற்கான முக்கிய குறிகாட்டிகளில் ஒன்றாகும். துல்லியமாக கட்டுப்படுத்தக்கூடிய தடிமன், ஊக்கமருந்து செறிவு மற்றும் செதில் உள்ள சீரான தன்மை ஆகியவை SiC சக்தி சாதனங்களின் செயல்திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்கான திறவுகோலாகும், மேலும் எபிடாக்சியல் லேயர் தடிமன் மற்றும் ஊக்கமருந்து செறிவு சீரான தன்மை ஆகியவை எபிடாக்சியல் கருவிகளின் செயல்முறை திறனை அளவிடுவதற்கான முக்கியமான அடிப்படைகளாகும்.

150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் செதில்களின் தடிமன் சீரான தன்மை மற்றும் விநியோக வளைவை படம் 3 காட்டுகிறது. எபிடாக்சியல் லேயர் தடிமன் விநியோக வளைவு செதில்களின் மையப் புள்ளியைப் பற்றி சமச்சீராக இருப்பதை படத்தில் இருந்து காணலாம். எபிடாக்சியல் செயல்முறை நேரம் 600 வினாடிகள், 150 மிமீ எபிடாக்சியல் செதில்களின் சராசரி எபிடாக்சியல் லேயர் தடிமன் 10.89 μm மற்றும் தடிமன் சீரான தன்மை 1.05% ஆகும். கணக்கீடு மூலம், எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி விகிதம் 65.3 μm/h ஆகும், இது ஒரு பொதுவான வேகமான எபிடாக்சியல் செயல்முறை நிலை. அதே எபிடாக்சியல் செயல்முறை நேரத்தின் கீழ், 200 மிமீ எபிடாக்சியல் வேஃபரின் எபிடாக்சியல் லேயர் தடிமன் 10.10 மைக்ரான் ஆகும், தடிமன் சீரான தன்மை 1.36% க்குள் உள்ளது, மேலும் ஒட்டுமொத்த வளர்ச்சி விகிதம் 60.60 μm/h ஆகும், இது 150 மிமீ எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியை விட சற்று குறைவாக உள்ளது. விகிதம். ஏனென்றால், சிலிக்கான் மூலமும் கார்பன் மூலமும் எதிர்வினை அறையின் மேல்புறத்திலிருந்து செதில் மேற்பரப்பு வழியாக எதிர்வினை அறையின் கீழ்நோக்கி செல்லும் போது வெளிப்படையான இழப்பு ஏற்படுகிறது, மேலும் 200 மிமீ செதில் பகுதி 150 மிமீ விட பெரியதாக இருக்கும். 200 மிமீ செதில்களின் மேற்பரப்பு வழியாக வாயு நீண்ட தூரம் பாய்கிறது, மேலும் வழியில் நுகரப்படும் மூல வாயு அதிகமாகும். செதில் தொடர்ந்து சுழலும் நிபந்தனையின் கீழ், எபிடாக்சியல் அடுக்கின் ஒட்டுமொத்த தடிமன் மெல்லியதாக இருக்கும், எனவே வளர்ச்சி விகிதம் மெதுவாக இருக்கும். ஒட்டுமொத்தமாக, 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ எபிடாக்சியல் செதில்களின் தடிமன் சீரானது சிறந்தது, மேலும் உபகரணங்களின் செயல்முறை திறன் உயர்தர சாதனங்களின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும்.

2.2 எபிடாக்சியல் லேயர் ஊக்கமருந்து செறிவு மற்றும் சீரான தன்மை

படம் 4 ஊக்கமருந்து செறிவு சீரான தன்மை மற்றும் 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் செதில்களின் வளைவு விநியோகத்தைக் காட்டுகிறது. படத்தில் இருந்து பார்க்க முடிந்தால், எபிடாக்சியல் செதில் செறிவு பரவல் வளைவு செதில்களின் மையத்துடன் தொடர்புடைய தெளிவான சமச்சீர்நிலையைக் கொண்டுள்ளது. 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ எபிடாக்சியல் அடுக்குகளின் ஊக்கமருந்து செறிவு சீரானது முறையே 2.80% மற்றும் 2.66% ஆகும், இது 3% க்குள் கட்டுப்படுத்தப்படலாம், இது சர்வதேச ஒத்த கருவிகளில் ஒரு சிறந்த நிலை. எபிடாக்சியல் அடுக்கின் ஊக்கமருந்து செறிவு வளைவு விட்டம் திசையில் "W" வடிவத்தில் விநியோகிக்கப்படுகிறது, இது முக்கியமாக கிடைமட்ட சூடான சுவர் எபிடாக்சியல் உலையின் ஓட்டப் புலத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் கிடைமட்ட காற்றோட்ட எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி உலையின் காற்றோட்ட திசையானது காற்று நுழைவு முனை (அப்ஸ்ட்ரீம்) மற்றும் கீழ்நிலை முனையிலிருந்து செதில் மேற்பரப்பு வழியாக லேமினார் ஓட்டத்தில் வெளியேறுகிறது; கார்பன் மூலத்தின் (C2H4) "வழியில்-குறைப்பு" விகிதம் சிலிக்கான் மூலத்தை (TCS) விட அதிகமாக இருப்பதால், செதில் சுழலும் போது, ​​செதில் மேற்பரப்பில் உள்ள உண்மையான C/Sஐ படிப்படியாக விளிம்பிலிருந்து குறைகிறது C மற்றும் N இன் "போட்டி நிலைக் கோட்பாட்டின்" படி மையம் (மையத்தில் உள்ள கார்பன் மூலமானது குறைவாக உள்ளது), செதில்களின் மையத்தில் ஊக்கமருந்து செறிவு படிப்படியாக விளிம்பை நோக்கி குறைகிறது. சிறந்த செறிவு சீரான தன்மையைப் பெற, மையத்திலிருந்து விளிம்பிற்கு ஊக்கமருந்து செறிவு குறைவதை மெதுவாக்க எபிடாக்சியல் செயல்பாட்டின் போது விளிம்பு N2 இழப்பீடாக சேர்க்கப்படுகிறது, இதனால் இறுதி ஊக்கமருந்து செறிவு வளைவு "W" வடிவத்தை அளிக்கிறது.

2.3 எபிடாக்சியல் அடுக்கு குறைபாடுகள்

தடிமன் மற்றும் ஊக்கமருந்து செறிவு கூடுதலாக, எபிடாக்சியல் லேயர் குறைபாடு கட்டுப்பாட்டின் நிலை எபிடாக்சியல் செதில்களின் தரத்தை அளவிடுவதற்கான ஒரு முக்கிய அளவுருவாகும் மற்றும் எபிடாக்சியல் உபகரணங்களின் செயல்முறை திறனின் முக்கிய குறிகாட்டியாகும். SBD மற்றும் MOSFET ஆகியவை குறைபாடுகளுக்கு வெவ்வேறு தேவைகளைக் கொண்டிருந்தாலும், துளி குறைபாடுகள், முக்கோண குறைபாடுகள், கேரட் குறைபாடுகள் மற்றும் வால்மீன் குறைபாடுகள் போன்ற வெளிப்படையான மேற்பரப்பு உருவவியல் குறைபாடுகள் SBD மற்றும் MOSFET சாதனங்களுக்கான கொலையாளி குறைபாடுகளாக வரையறுக்கப்படுகின்றன. இந்த குறைபாடுகளைக் கொண்ட சில்லுகள் தோல்வியடையும் நிகழ்தகவு அதிகமாக உள்ளது, எனவே சிப் விளைச்சலை மேம்படுத்துவதற்கும் செலவுகளைக் குறைப்பதற்கும் கொலையாளி குறைபாடுகளின் எண்ணிக்கையைக் கட்டுப்படுத்துவது மிகவும் முக்கியமானது. 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் செதில்களின் கொலையாளி குறைபாடுகளின் விநியோகத்தை படம் 5 காட்டுகிறது. C/Si விகிதத்தில் வெளிப்படையான ஏற்றத்தாழ்வு இல்லை என்ற நிபந்தனையின் கீழ், கேரட் குறைபாடுகள் மற்றும் வால்மீன் குறைபாடுகள் அடிப்படையில் அகற்றப்படலாம், அதே நேரத்தில் துளி குறைபாடுகள் மற்றும் முக்கோண குறைபாடுகள் எபிடாக்சியல் கருவிகளின் செயல்பாட்டின் போது தூய்மைக் கட்டுப்பாட்டுடன் தொடர்புடையவை, கிராஃபைட்டின் தூய்மையற்ற நிலை. எதிர்வினை அறையில் உள்ள பாகங்கள் மற்றும் அடி மூலக்கூறின் தரம். அட்டவணை 2 இலிருந்து, 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ எபிடாக்சியல் செதில்களின் அபாயகரமான குறைபாடு அடர்த்தியை 0.3 துகள்கள்/செ.மீ 2 க்குள் கட்டுப்படுத்த முடியும், இது அதே வகை உபகரணங்களுக்கு ஒரு சிறந்த நிலை. 200 மிமீ எபிடாக்சியல் வேஃபரை விட 150 மிமீ எபிடாக்சியல் வேஃபரின் அபாயக் குறைபாடு அடர்த்தி கட்டுப்பாட்டு நிலை சிறந்தது. ஏனென்றால், 150 மிமீ அடி மூலக்கூறு தயாரிப்பு செயல்முறை 200 மிமீ விட முதிர்ச்சியடைந்தது, அடி மூலக்கூறு தரம் சிறந்தது மற்றும் 150 மிமீ கிராஃபைட் எதிர்வினை அறையின் தூய்மையற்ற கட்டுப்பாட்டு நிலை சிறந்தது.

2.4 எபிடாக்சியல் செதில் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை

150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் செதில்களின் மேற்பரப்பின் AFM படங்களை படம் 6 காட்டுகிறது. படத்தில் இருந்து பார்க்க முடியும், 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ எபிடாக்சியல் செதில்களின் மேற்பரப்பு வேர் சராசரி சதுர கரடுமுரடான Ra என்பது முறையே 0.129 nm மற்றும் 0.113 nm ஆகும், மேலும் எபிடாக்சியல் லேயரின் மேற்பரப்பு மென்மையானது, வெளிப்படையான மேக்ரோ-படி திரட்டல் நிகழ்வு இல்லாமல், இது முழு எபிடாக்சியல் செயல்பாட்டின் போது எபிடாக்சியல் அடுக்கின் வளர்ச்சி எப்போதும் படி ஓட்ட வளர்ச்சி முறையை பராமரிக்கிறது என்பதைக் குறிக்கிறது, மேலும் படி திரட்டல் எதுவும் ஏற்படாது. உகந்த எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி செயல்முறையைப் பயன்படுத்தி 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ குறைந்த-கோண அடி மூலக்கூறுகளில் ஒரு மென்மையான மேற்பரப்புடன் கூடிய எபிடாக்சியல் அடுக்கைப் பெற முடியும் என்பதைக் காணலாம்.

3. முடிவுகள்

150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ 4H-SiC ஹோமோபிடாக்சியல் செதில்கள் உள்நாட்டு அடி மூலக்கூறுகளில் வெற்றிகரமாக தயாரிக்கப்பட்ட 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி உபகரணங்களைப் பயன்படுத்தி 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீக்கு ஏற்ற ஹோமோபிடாக்சியல் செயல்முறை உருவாக்கப்பட்டது. எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி விகிதம் 60 μm/h ஐ விட அதிகமாக இருக்கலாம். அதிவேக எபிடாக்ஸி தேவையை பூர்த்தி செய்யும் போது, ​​எபிடாக்சியல் வேஃபர் தரம் சிறப்பாக உள்ளது. 150 மிமீ மற்றும் 200 மிமீ SiC எபிடாக்சியல் செதில்களின் தடிமன் சீரானது 1.5% க்குள் கட்டுப்படுத்தப்படலாம், செறிவு சீரான தன்மை 3% க்கும் குறைவாக உள்ளது, அபாயகரமான குறைபாடு அடர்த்தி 0.3 துகள்கள்/செ.மீ 2 க்கும் குறைவாக உள்ளது, மற்றும் எபிடாக்சியல் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை ரூட் சராசரி சதுரம் Ra ஆகும். 0.15 nm க்கும் குறைவானது. எபிடாக்சியல் செதில்களின் முக்கிய செயல்முறை குறிகாட்டிகள் தொழில்துறையில் மேம்பட்ட நிலையில் உள்ளன.

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

VeTek செமிகண்டக்டர் ஒரு தொழில்முறை சீன உற்பத்தியாளர்CVD SiC பூசப்பட்ட உச்சவரம்பு, CVD SiC பூச்சு முனை, மற்றும்SiC கோட்டிங் இன்லெட் ரிங்.  VeTek செமிகண்டக்டர் பல்வேறு SiC வேஃபர் தயாரிப்புகளுக்கு செமிகண்டக்டர் துறையில் மேம்பட்ட தீர்வுகளை வழங்க உறுதிபூண்டுள்ளது.

நீங்கள் ஆர்வமாக இருந்தால்8-அங்குல SiC எபிடாக்சியல் உலை மற்றும் ஹோமோபிடாக்சியல் செயல்முறை, தயவு செய்து எங்களை நேரடியாக தொடர்பு கொள்ளவும்.

கும்பல்: +86-180 6922 0752

WhatsAPP: +86 180 6922 0752

மின்னஞ்சல்: anny@veteksemi.com