Fínstillt og þýtt efni á kísilkarbíð þekjuvaxtarbúnaði

Kísilkarbíð (SiC) hvarfefni hafa fjölmarga galla sem koma í veg fyrir beina vinnslu. Til að búa til flísplötur þarf að rækta sérstaka einskristalfilmu á SiC undirlaginu í gegnum epitaxial ferli. Þessi kvikmynd er þekkt sem epitaxial lag. Næstum öll SiC tæki eru framleidd á epitaxial efni og hágæða homoepitaxial SiC efni eru grunnurinn að þróun SiC tækja. Frammistaða epitaxial efnis ákvarðar beint frammistöðu SiC tækja.

Hástraums- og áreiðanleg SiC-tæki gera strangar kröfur um formgerð yfirborðs, gallaþéttleika, einsleitni lyfjanotkunar og einsleitni þykktar.epitaxialefni. Að ná stórri stærð, litlum gallaþéttleika og mikilli einsleitni SiC epitaxy hefur orðið mikilvægt fyrir þróun SiC iðnaðarins.

Framleiðsla á hágæða SiC epitaxy byggir á háþróaðri ferlum og búnaði. Eins og er, er mest notaða aðferðin fyrir SiC epitaxial vöxtChemical Vapor Deposition (CVD).CVD býður upp á nákvæma stjórn á þykkt þekjufilmu og lyfjaþéttni, lágan gallaþéttleika, hóflegan vaxtarhraða og sjálfvirka ferlistýringu, sem gerir það að áreiðanlegri tækni fyrir árangursríka viðskiptalega notkun.

SiC CVD epitaxynotar almennt CVD búnað með heitum vegg eða heitum vegg. Hátt vaxtarhiti (1500–1700°C) tryggir áframhald 4H-SiC kristallaða formsins. Byggt á tengslum milli stefnu gasflæðis og yfirborðs undirlagsins er hægt að flokka hvarfhólf þessara CVD kerfa í lárétt og lóðrétt mannvirki.

Gæði SiC epitaxial ofna eru aðallega metin út frá þremur þáttum: epitaxial vaxtarafköst (þar á meðal þykkt einsleitni, lyfjanotkun einsleitni, gallahraða og vaxtarhraði), hitastigsframmistöðu búnaðarins (þar á meðal hitunar/kælingarhraða, hámarkshitastig og hitastig einsleitni. ), og hagkvæmni (þar á meðal einingarverð og framleiðslugetu).

Mismunur á milli þriggja tegunda SiC vaxtarofna fyrir epitaxial

1. Lárétt CVD kerfi með heitum vegg:

-Eiginleikar:Almennt með einni skífu í stórum stærðar vaxtarkerfi sem knúin er áfram af gasflotssnúningi, sem nær framúrskarandi mæligildum innan skífunnar.

-Fulltrúa líkan:LPE's Pe1O6, sem getur sjálfvirkt hleðsla/losun obláta við 900°C. Þekktur fyrir háan vaxtarhraða, stuttan þekjuhring og stöðugan árangur innan skúffunnar og milli hlaupa.

-Frammistaða:Fyrir 4-6 tommu 4H-SiC epitaxial oblátur með þykkt ≤30μm, nær það ójafnvægi í skífuþykkt ≤2%, ójafnvægi lyfjaþéttni ≤5%, yfirborðsgallaþéttleiki ≤1 cm-² og gallalaus yfirborðsflatarmál (2mm×2mm frumur) ≥90%.

-Innlendir framleiðendur: Fyrirtæki eins og Jingsheng Mechatronics, CETC 48, North Huachuang og Nasset Intelligent hafa þróað svipaðan SiC epitaxial búnað með einni skífu með aukinni framleiðslu.

2. Warm-wall Planetary CVD Systems:

-Eiginleikar:Notaðu plánetufyrirkomulag undirstöður fyrir fjölþráða vöxt í hverri lotu, sem bætir framleiðslu skilvirkni verulega.

-Fulltrúar fyrirmyndir:AIXG5WWC (8x150mm) og G10-SiC (9x150mm eða 6x200mm) röð frá Aixtron.

-Frammistaða:Fyrir 6 tommu 4H-SiC epitaxial oblátur með þykkt ≤10μm, nær það frávik á milli diskaþykktar ±2,5%, ójafnvægi innan disksþykktar 2%, frávik milli wafer lyfjaþéttni ±5% og innra wafer doping ójafnvægi í styrk <2%.

-Áskoranir:Takmörkuð upptaka á innlendum mörkuðum vegna skorts á lotuframleiðslugögnum, tæknilegra hindrana í hita- og flæðisviðstýringu og áframhaldandi rannsókna og þróunar án stórfelldrar innleiðingar.

3. Lóðrétt CVD kerfi með hálf heitt vegg:

- Eiginleikar:Nýttu utanaðkomandi vélræna aðstoð fyrir háhraða undirlagssnúning, minnkað þykkt jaðarlagsins og bætir vaxtarhraða þekjulaga, með eðlislægum kostum við gallastjórnun.

- Fulltrúar fyrirmyndir:EPIREVOS6 og EPIREVOS8 frá Nuflare.

-Frammistaða:Ná vaxtarhraða yfir 50μm/klst., þéttleikastýringu yfirborðsgalla undir 0,1 cm-² og þykkt innan skúffunnar og ójafnvægi í lyfjaþéttni 1% og 2,6%, í sömu röð.

-Innlend þróun:Fyrirtæki eins og Xingsandai og Jingsheng Mechatronics hafa hannað svipaðan búnað en hafa ekki náð stórfelldri notkun.

Samantekt

Hver af þremur burðargerðum af SiC epitaxial vaxtarbúnaði hefur sérstaka eiginleika og tekur ákveðnum markaðshlutum byggt á umsóknarkröfum. Hot-wall lárétt CVD býður upp á ofurhraðan vaxtarhraða og jafnvægi gæði og einsleitni en hefur lægri framleiðsluhagkvæmni vegna einnar skífuvinnslu. Warm-wall plánetuár CVD eykur verulega framleiðslu skilvirkni en stendur frammi fyrir áskorunum í multi-wafer samkvæmni stjórna. Hálf heitt veggur lóðrétt CVD skarar fram úr í gallastjórnun með flókinni uppbyggingu og krefst mikillar viðhalds og rekstrarreynslu.

Eftir því sem iðnaðurinn þróast mun endurtekinn hagræðing og uppfærsla á þessum búnaðarbyggingum leiða til sífellt fágaðari stillingar, sem gegna mikilvægu hlutverki við að uppfylla margvíslegar forskriftir um þykkt og galla.

Kostir og gallar mismunandi SiC vaxtarofna fyrir vöxt

Með stöðugri þróun iðnaðarins munu þessar þrjár gerðir af búnaði gangast undir endurtekna uppbyggingu og uppfærslu, sem leiðir til sífellt fágaðari stillingar sem passa við ýmsar forskriftir um þykkt og galla.