Tungku epitaksial sic 8-inci lan riset proses homoepitoxial

Saiki, industri SIC wis ganti saka 150 mm (6 inci) nganti 200 mm (8 inci). Kanggo nyukupi panjaluk sing penting kanggo wafers sic homoepitoxial sing gedhe, 150 mm lan 200 mm lan 200 mm 4h-sic 4h-sik WaFers bisa sukses ing antarane substrat domestik kanthi mandhiri. Proses homoepitaxial sing cocog kanggo 150 mm lan 200 mm dikembangake, sing tingkat pertumbuhan epitoxial bisa luwih saka 60 μm / H. Nalika ketemu epitexy kacepetan dhuwur, kualitas wafer epitixial banget. Kesatikan ketukan saka 150 mm lan 200 mm wafers ing 1,5%, keseragaman konsentrasi kurang saka 0,15 nm, lan indikter proses epitalxial kurang saka industri majeng.

Carbide Carbide (SIC) minangka salah sawijining wakil saka bahan semikonduktor generasi katelu. Nduwe ciri kekuwatan risak lapangan, konduktivitas termal, kecepatan detasi elektron gedhe, lan resistensi radiasi sing kuwat. Wis akeh banget nambah kapasitas pangolahan energi lan bisa nyukupi syarat layanan babagan peralatan elektronik Generasi sabanjure kanggo piranti kanthi piranti sing dhuwur, ukuran, radiasi sing dhuwur lan kahanan sing ekstrem. Bisa nyuda papan, nyuda panggunaan tenaga lan nyuda syarat pendinginan. Iki wis ngowahi revolusioner owah-owahan kendaraan energi anyar, transportasi rapi, Grids Smart lan lapangan liyane. Mula, semikonduktor karbonakbida silikon wis diakoni minangka bahan sing cocog sing bakal nyebabake piranti elektronik tenaga daya tenaga daya listrik sabanjure. Ing taun-taun pungkasan, matur nuwun kanggo dhukungan kebijakan nasional kanggo pangembangan industri semikonduktor nasional, riset lan pangembangan lan pembangunan sistem industri SIC SIC wis rampung ing China, lan keamanan Rantai industri wis dijamin. Mula, fokus ing industri kasebut wis mboko sithik kanggo biaya kontrol lan efisiensi efisiensi. Kaya sing ditampilake ing Tabel 1, dibandhingake karo 150 mm, lan SIC MM, entuk tingkat panggunaan pinggiran sing luwih dhuwur, lan output Kripik wafer tunggal bisa ditambah udakara 1,8 kali. Sawise teknologi wis diwasa, biaya manufaktur chip siji bisa dikurangi 30%. Terobosan teknologi 200 mm minangka cara langsung "nyuda biaya lan nambah efisiensi", lan uga kunci kanggo industri semikonduktor negara kanggo "mlayu podo" utawa "timbal".

Beda karo proses piranti SI, piranti Daya Sik Sik Sikemonductor kabeh diproses lan disiapake nganggo lapisan epitoxial minangka tandha tandha. Wafers Epititaxial minangka bahan dhasar penting kanggo piranti listrik SIC. Kualitas lapisan epitoxial langsung nemtokake asil piranti, lan akun regane 20% saka biaya manufaktur chip. Mula, wutah epititaxial minangka link intermediate penting ing piranti Power SIC. Watesan tingkat proses epitoxial ditemtokake dening peralatan epitoxial. Saiki, gelar lokalisasi peralatan epitaksis ing domestik 150 mm cukup dhuwur, nanging tata letak sakabehe 200 mm Lags ing tingkat internasional ing wektu sing padha. Mula, kanggo ngrampungake kabutuhan penting lan produsen bottleneck kanthi ukuran gedhe, kertas iki ngenalake peralatan epitoxial 200 mm kanthi sukses dikembangake ing negaraku, lan sinau babagan proses epitoxial. Kanthi ngoptimalake paramèter proses kayata suhu proses, tingkat aliran gas operator, rasio c / si, lsp 50 mm / kandel donya lan lemak silicon kanthi mm lan karosan ra <.2 mm silikon karet dipikolehi. Tingkat proses peralatan bisa nyukupi kebutuhan piranti lunak SIC daya sing bermutu tinggi.

1 eksperimen

1.1 Prinsip proses epitoxial sic

Proses pertumbuhan homoepitoxial 4h-sik, yaiku 2 langkah utama, yaiku suhu ing proses deposisi kimia lan homogen homogen. Tujuan utama substrat ing njero-Sitching yaiku mbusak karusakan subsurface sawise wafer polish, partikel polish, partikel utawa lapisan oxis, lan lapisan langkah atom sing biasa bisa dibentuk ing etching. Ing-Situ Etching biasane ditindakake ing swrogen hidrogen. Miturut syarat proses nyata, sithik gas bantu bisa ditambahake, kayata hidrogen klorida, propane, etilena utawa silane. Suhu hidrogen hidrogen ing-situ umume ing ndhuwur 1 600 ℃, lan tekanan ruangan reaksi umume dikontrol ing ngisor 2 × 104 PA sajrone proses etching.

Sawise lumahing landasan diuripake dening In-Sites ETCHING, mlebu proses pemendhet kimia sing suhu suhu, yaiku sumber kilang kayata, TCSe, Source P-Type, TCSe, Sumber Doping P-Type kayata Hidrogen Chloride diangkut nganggo aliran reaksi sing ana ing aliran reaksi hidrogen). Sawise gas ditanggepi ing ruangan reaksi suhu dhuwur, bagean saka prekursor sing ditanggepi kanthi permukaan wafer, lan lapisan sing luwih dhuwur, lan kualitas sing luwih dhuwur dibentuk ing permukaan sing luwih dhuwur, template. Sawise pirang-pirang taun eksplorasi teknis, teknologi homoepitoxial 4h-Sic wis diwasa lan digunakake ing produksi industri. Teknologi homoepitoxial 4h-Sic sing paling akeh digunakake ing jagad iki duwe rong karakteristik khas: (1) nggunakake pesawat epitacy 4h-sic 4h-Sic 4h-Sic, template tunggal, template tunggal, template tunggal, template sing cocog karo substrat kanthi bentuk mode wutah langkah. Wutah homoepituarxial awal 4h-sic nggunakake landasan kristal positif, yaiku, <0001> pesawat kanggo tuwuh. Kapadhetan langkah atom ing permukaan substrat kristal positif kurang lan teras. Wutah nukleasi rong dimensi gampang dumadi sajrone proses epitizi kanggo mbentuk 3C Crystal SIC (3C-SIC). Kanthi nglereni Aff-Axis, kapadhetan, langkah atom teras sing sempit bisa dikenalake ing lumahing 4h-sic <0001> landasan bisa kanthi efektif kanggo posisi langkah atom kanthi efektif kanthi energi permukaan atas kanthi diffusi lumahing. Ing langkah kasebut, posisi iket precursor / klompok molekul klompok unik, saengga ing mode pertumbuhan aliran, lapisan epitacexial bisa nyathet urut tumpukan lapisan antrian kanthi fase kristal sing padha karo landasan. (2) Wutah epitaksial kanthi kacepetan dhuwur banget diraih kanthi ngenalake sumber silikon sing ngemot klorin. Ing sistem penetapan kimia kimia konvensional, silane lan propane (utawa etilena) minangka sumber wutah utama. Ing proses nambah tarif tuwuh kanthi nambah tarif aliran sumber tuwuh, amarga tekanan sebagian keseimbangan kanthi nukleasi silikon, sing gampang nyuda tingkat panggunaan silikon sumber silikon. Pembentukan kluster silikon kanthi akeh watesan tingkat pertumbuhan epitoxial. Ing wektu sing padha, kluster silikon bisa ngganggu pertumbuhan aliran langkah lan nyebabake nukleasi sing cacat. Kanggo ngindhari inti fase gas homogen lan nambah tingkat pertumbuhan epitaxial, introduksi sumber alas Silicon sing berbasis klorine saiki minangka cara utama kanggo nambah tingkat pertumbuhan epitoxial 4h-sic.

1,2 200 mm (8 -ci) SIC EPITITAXIAL SIC lan kahanan proses proses

Eksperimen sing diterangake ing kertas iki kabeh ditindakake ing monolitki 150/200 mm (6/8 8-inci) sing kompatibel karo monolitki peralatan epitisme panas ing tembok panas ing ndhuwur kanthi rata-rata ing perusahaan Institut Elektronik 48. Tungku epitoxial ndhukung wafer otomatis kanthi otomatis mbukak lan mbukak. Gambar 1 yaiku diagram skematis saka struktur internal kamar reaksi saka peralatan epitoxial. Kaya sing ditampilake ing Gambar 1, Tembok njaba ruangan reaksi minangka lonceng kuarsa kanthi interayer sing wis digawe banyu, sing dumadi saka rongga rongga bermiteng, lan sapiturute ing njero lonceng cylindrical, lan reaksi reaksi ing njero lonceng Elektromagetik digawe panas dening sumber daya induksi frekuensi medium-frekuensi. Kaya sing ditampilake ing Gambar 1 (B), gas operator, gas reaksi, lan nindakake gas kabeh mili ing aliran laminar horisontal saka ruangan reaksi horisontal saka ruangan reaksi lan dibuwang saka mburi gas. Kanggo njamin konsistensi ing wafer, wafer digawa dening basis ngambang udhara mesthi diputer sajrone proses kasebut.

Substrat sing digunakake ing eksperimen kasebut yaiku komersial 150 mm, 200 mm (6 inci, 8 inci) <1120> Artrat sendok polesan sing dobel 4 ° N-Type-Sidra dobel 4 ° Trichlorosilane (SihCl3, TCS) lan etilena (C2H4) digunakake minangka sumber utama ing eksperimen proses, lan C2Rrogen sing digunakake minangka sumber doping sing dhuwur, lan Hydrogen (H2) digunakake minangka gas ngusir lan gas operator. Jangkoan suhu EPituarxial 1 600 ~ 1 660 ℃, tekanan proses yaiku 8 × 103 ~ 12 × 103 PA, lan tingkat aliran gas h2 operator 100 ~ 140 l / min.

1.3 Uji lan karakterisasi EPITITAXIAL

Spektromer inframer inframerah (foundalfisher inframerah Kekandelan lan doping konsentrasi saben titik ing lapisan epitoxial ditemtokake kanthi njupuk poin ing sadawane garis diameter sing nyimpangake garis normal ing tengah-tengah wafer kanthi aman 5 mm. Kanggo wafer 150 mm, 9 poin dijupuk ing garis diameter diameter (loro diameter) digunakake ing area produsen, sing ditampilake ing area pemubahan ing sisih tengah lan empanane (ngilangi empitom) saka wafer epitoxial kanggo nguji kekerasan permukaan lapisan epitoxial; Cacangan lapisan epitoxial diukur nggunakake testter cacat permukaan (peralatan produsen China, elektronik, Model Mars 4410 Pro) kanggo karakterisasi.

2 asil eksperimen lan diskusi

2.1 Kekandelan lapisan epitoxial lan keseragaman

Penebalan lapisan epitarixial, konsentrasi doping lan keseragaman minangka salah sawijining pratondho inti kanggo ngadili kualitas wafers ing epitarial. Kekayaan sing bisa dikendhaleni kanthi tepat, konsentrasi kanthi akomasi lan keseragaman ing wafer minangka kunci kanggo njamin kinerja piranti lan konsistensi daya konsentrasi uga minangka kekandelan kanggo ngukur kemampuan proses epititaxial.

Gambar 3 nuduhake kurva kekandelan lan kurva kekandelan saka 150 mm lan 200 mm wafers. Iki bisa dideleng saka tokoh distribusi ing lapisan epitisixial yaiku simetris babagan titik tengah wafer. Wektu proses epitoxial yaiku 600 s, ketebalan lapisan epitoxial rata-rata saka 150 mm saka 150 mm, 10,89 μm, lan keseragaman ketebalan yaiku 1,05%. Kanthi ngitung, tingkat pertumbuhan epitixial yaiku 65.3 μm / H, yaiku level proses epitoxial sing khas. Ing wektu proses epitarixial sing padha, ketebalan epitixial saka wafer epitormial 200 m 10,10 μm, keseranan kandelik yaiku 60,60 μm / H, sing rada murah tinimbang tingkat pertumbuhan epitixial 150 mm. Iki amarga ana kerugian sing jelas ing dalan nalika sumber silikon lan sumber karbon saka hulu ruangan reaksi liwat ruangan reaksi ing ruangan reaksi, lan area 200 mm wafer luwih gedhe tinimbang 150 mm. Gas mili liwat permukaan wafer 200 mm kanggo jarak sing luwih dawa, lan gas sumber dikonsumsi ing dalan luwih. Ing kahanan sing ana ing wafer tetep puteran, kekandelan saka lapisan epitoxial luwih tipis, saéngga tingkat wutah luwih alon. Sakabèhé, keseragaman ketebalan 150 mm lan 200 mm, wafers epitacial banget, lan proses proses peralatan bisa nyukupi syarat piranti sing bermutu tinggi.

2.2 konsentrasi layon epititaxial lan keseragaman

Gambar 4 nuduhake keseragaman konsentrasi doping lan distribusi kurva 150 mm lan 200 mm wafers sic. Kaya sing katon saka tokoh kasebut, kurva distributustri konsentrasi ing wafer epitoxial duwe simetri sing jelas ing tengah wafer. Keseragaman konsentrasi doping saka lapisan epitixial 150 mm lan 2008% lan 2,66% masing-masing, sing bisa dikontrol sajrone 3%, yaiku level sing apik ing antarane peralatan internasional. Kurva konsentrasi doping saka lapisan epitexial disebar ing bentuk "w" ing arah diameter, sing biasane ditemtokake saka aliran horisontal empitxial tungku horisontal horisontal saka aliran horisontal horisontal ing aliran laminar liwat permukaan wafer liwat permukaan wafer; Amarga "nyuda" tingkat karbon (C2H4) luwih dhuwur tinimbang sumber silikon, nalika konsentrasi karbon ing tengah-tengah, miturut konsentrasi posisi ing tengah-tengah mudhun ing pojokan. Kanggo entuk keseragaman konsentrasi sing apik, Edge N2 ditambahake kompensasi sajrone proses epitace kanggo nyuda konsentrasi doping saka pojok, supaya kurva konsentrasi final nampilake "w".

2.3 cacat lapisan epitoxial

Saliyane kekandelan lan doping konsentrasi, tingkat kontrol depot lapisan empitixial uga minangka parameter inti kanggo ngukur kualitas wafers epitarxial lan indikasi penting kanggo kemampuan empitainxial peralatan epitarxial. Sanajan SBD lan Mosfet duwe macem-macem syarat kanggo cacat, cacat morfologi lumahing sing luwih jelas kayata cacat, lan cacat carot, lan cacat Comet ditetepake minangka cacat pembunuh lan mosfet. Kemungkinan gagal chip sing ngemot cacat iki dhuwur, saéngga bisa ngilangi cacat pembunuh sing penting banget kanggo ningkatake hasil chip lan nyuda biaya. Gambar 5 nuduhake defect pembunuh pembunuh saka 150 mm lan lemar Epitoxial 200 mm. Ing kahanan sing ora ana kethek sing jelas ing rasio C / Si seimbang, cacat wortel bisa diilangi, nalika cacat saka grafit ing ruangan reaksi ing ruangan reaksi, lan kualitas substrat. Saka Tabel 2, kita bisa ndeleng manawa kapercayan cacat saka 150 mm lan 200 mm wafers epitixial bisa dikendhaleni sajrone 0,3 partikel / cm2, yaiku level sing padha kanggo peralatan sing padha. Tingkat kontrol kapadhetan kapadhetan kekurangan bejat 150 mm wafer Epitacial luwih apik tinimbang 200 mm epitoxial wafer. Iki amarga proses persiapan substrat 150 mm luwih diwasa tinimbang 200 mm, kualitas substrat luwih apik, lan tingkat kontrol sing ora ana 150 mm REACT REACtion luwih apik.

2.4 Kasiresan permukaan epitacal

Gambar 6 nuduhake gambar AFM ing permukaan 150 mm lan 200 mm wafers sic sik. Kaya sing bisa dideleng saka tokoh kasebut, Surface Root atos Squareess RA saka 150 mm lan 200 mm lan lapisan agregasi langkah mesthi njaga mode aliran epitormal, lan ora ana agregasi langkah dumadi. Bisa dideleng manawa lapisan epitoxial kanthi permukaan sing lancar bisa dipikolehi ing ukuran 150 mm lan 200 mm, kanthi nggunakake proses wutah epitoxial sing dioptimalake.

3. Kesimpulan

150 mm lan 200 mm Wafers Homoepitoxial kanthi sukses kanthi becik ing substrat domestik kanthi nggunakake peralatan pertumbuhan epitexial 200 mm, lan proses homoepitaxial sing cocog kanggo 150 mm lan 200 mm dikembangake. Tingkat waluh epitoxial bisa luwih saka 60 μm / h. Nalika ketemu syarat EPitixy kanthi kacepetan dhuwur, kualitas wafer epitoxial banget. Kesatikan ketukan saka 150 mm lan lemar Epitoxial 200 mm bisa dikontrol sajrone 1,5%, keseragaman konsentrasi kurang saka 0,3 partikel kurang saka 0,3 partikel tegese ra persegi kurang saka 0,15 nm. Indikasi proses inti saka wafers epitoxial ing tingkat canggih ing industri kasebut.

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

Vetek Semiconduktor minangka pabrikan Cina profesional sakaSiling CVD dilengkapi, Nozzle pelapis sic cvd, lanCincin Inlet SicWaca rangkeng-.  Vetek semiconduktor setya menehi solusi sing luwih maju kanggo macem-macem produk SIC wafer kanggo industri semikonduktor.

Yen sampeyan kasengsem ingTungku epitaksial sik 8 inci lan proses homoepitoxial, aja lali hubungi kita langsung.

Mob: + 86-180 6922 0752

Tampilan Whatsapp: +86 180 6922 0752

Email: Anny@veteksemi.com