Eins og við vitum, á hálfleiðarasviðinu, er einkristal kísill (Si) mest notaða og stærsta hálfleiðara grunnefnið í heiminum. Eins og er, eru meira en 90% af hálfleiðaravörum framleiddar með efnum sem byggjast á sílikon. Með aukinni eftirspurn eftir háspennu- og háspennutækjum á nútíma orkusviði hafa verið settar fram strangari kröfur um lykilbreytur hálfleiðaraefna eins og breidd bandbils, sundurliðunarstyrk rafsviðs, mettunarhraði rafeinda og hitaleiðni. Undir þessum kringumstæðum, breitt bandgap hálfleiðara efni táknað meðkísilkarbíð(SiC) hafa komið fram sem elskan í notkun með miklum kraftþéttleika.
Sem samsettur hálfleiðari,kísilkarbíðer afar sjaldgæft í náttúrunni og birtist í formi steinefnisins moissanite. Eins og er er næstum allt kísilkarbíð sem selt er í heiminum tilbúið tilbúið. Kísilkarbíð hefur kosti mikillar hörku, mikillar varmaleiðni, góðs varmastöðugleika og mikils gagnrýninnar niðurbrots rafsviðs. Það er tilvalið efni til að búa til háspennu og aflmikil hálfleiðara tæki.
Svo, hvernig eru kísilkarbíð afl hálfleiðara tæki framleidd?
Hver er munurinn á framleiðsluferli kísilkarbíðbúnaðar og hefðbundnu framleiðsluferli sem byggir á kísil? Byrjað er á þessu tölublaði, „Hlutur umKísilkarbíð tækiFramleiðsla“ mun opinbera leyndarmálin eitt af öðru.
I
Ferlisflæði kísilkarbíðbúnaðarframleiðslu
Framleiðsluferli kísilkarbíðtækja er almennt svipað því sem byggir á kísilbúnaði, aðallega þar með talið ljóslithography, hreinsun, lyfjanotkun, ætingu, filmumyndun, þynningu og önnur ferli. Margir framleiðendur raforkutækja geta mætt framleiðsluþörfum kísilkarbíðtækja með því að uppfæra framleiðslulínur sínar á grundvelli kísil-undirstaða framleiðsluferlis. Hins vegar, sérstakir eiginleikar kísilkarbíðefna ráða því að sum ferli í tækjaframleiðslu þess þurfa að reiða sig á sérstakan búnað fyrir sérstaka þróun til að gera kísilkarbíð tæki kleift að standast háspennu og mikinn straum.
II
Kynning á sérstökum vinnslueiningum kísilkarbíðs
Sérstök kísilkarbíð aðferðareiningarnar ná aðallega yfir innspýtingarlyf, myndun hliðarbyggingar, formfræði ætingu, málmvinnslu og þynningarferli.
(1) Inndælingarlyf: Vegna mikillar kolefnis-kísiltengiorku í kísilkarbíði er erfitt að dreifa óhreinindaatómum í kísilkarbíði. Þegar kísilkarbíðbúnaður er útbúinn er aðeins hægt að ná fram lyfjamisnotkun á PN-mótum með jónaígræðslu við háan hita.
Lyfjagjöf er venjulega gerð með óhreinindajónum eins og bór og fosfór, og lyfjadýpt er venjulega 0,1μm ~ 3μm. Háorkujónaígræðsla eyðileggur grindarbyggingu kísilkarbíðefnisins sjálfs. Háhitaglæðing er nauðsynleg til að gera við grindarskemmdir af völdum jónaígræðslu og stjórna áhrifum glæðingar á yfirborðsgrófleika. Kjarnaferlar eru háhitajónaígræðsla og háhitaglæðing.
Mynd 1 Skýringarmynd af jónaígræðslu og háhitaglæðingaráhrifum
(2) Myndun hliðarbyggingar: Gæði SiC/SiO2 tengisins hafa mikil áhrif á rásarflutning og hliðaráreiðanleika MOSFET. Nauðsynlegt er að þróa sérstakt hliðoxíð og glæðingarferli eftir oxun til að vega upp á móti hangandi tengingum við SiC/SiO2 tengi við sérstök atóm (eins og köfnunarefnisatóm) til að uppfylla frammistöðukröfur hágæða SiC/SiO2 tengi og hágæða. flutningur tækja. Kjarnaferlar eru háhitaoxun hliðoxíðs, LPCVD og PECVD.
Mynd 2 Skýringarmynd af venjulegri oxíðfilmuútfellingu og háhitaoxun
(3) Formfræðileg æting: Kísilkarbíðefni eru óvirk í efnafræðilegum leysum og nákvæmri formgerðarstýringu er aðeins hægt að ná með þurrum ætingaraðferðum; grímuefni, val á grímuætingu, blandað gasi, hliðarstýringu, ætingarhraða, grófleika hliðar o.s.frv. þarf að þróa í samræmi við eiginleika kísilkarbíðefna. Kjarnaferlarnir eru þunnfilmuútfelling, ljóslithography, dilectric film tæring og þurr ætingarferli.
Mynd 3 Skýringarmynd af kísilkarbíðætarferli
(4) Málmvæðing: Uppruna rafskaut tækisins krefst málms til að mynda góða lágþolna óómíska snertingu við kísilkarbíð. Þetta krefst ekki aðeins að stjórna málmútfellingarferlinu og stjórna viðmótsástandi málm-hálfleiðara snertingarinnar, heldur krefst það einnig háhitaglæðingar til að draga úr Schottky hindrunarhæðinni og ná málm-kísilkarbíðsnertingu. Kjarnaferlar eru málm segulómun sputtering, rafeindageisla uppgufun og hröð hitauppstreymi.
Mynd 4 Skýringarmynd af segulómsputtering meginreglunni og málmvinnsluáhrifum
(5) Þynningarferli: Kísilkarbíð efni hefur eiginleika mikillar hörku, mikils brothættu og lítillar brotseigu. Slípunarferli þess er líklegt til að valda brothættu broti á efninu, sem veldur skemmdum á yfirborði skúffunnar og undir yfirborðinu. Þróa þarf nýja malaferli til að mæta framleiðsluþörfum kísilkarbíðtækja. Kjarnaferlar eru þynning á slípidiskum, filmulíming og flögnun o.fl.
Mynd 5 Skýringarmynd af meginreglunni um slípun/þynningu obláts
Birtingartími: 22. október 2024