Geoptimaliseerde en vertaalde inhoud op silikonkarbied epitaksiale groeitoerusting

Silikonkarbied (SiC) substrate het talle defekte wat direkte verwerking verhoed. Om skyfieskyfies te skep, moet 'n spesifieke enkelkristalfilm op die SiC-substraat gegroei word deur 'n epitaksiale proses. Hierdie film staan ​​bekend as die epitaksiale laag. Byna alle SiC-toestelle word op epitaksiale materiale gerealiseer, en hoë-gehalte homoepitaksiale SiC-materiale vorm die grondslag vir SiC-toestelontwikkeling. Die werkverrigting van epitaksiale materiale bepaal direk die werkverrigting van SiC-toestelle.

Hoëstroom- en hoëbetroubaarheid SiC-toestelle stel streng vereistes op die oppervlakmorfologie, defekdigtheid, doping-uniformiteit en dikte-uniformiteit vanepitaksiaalmateriaal. Die bereiking van groot-grootte, lae-defekdigtheid en hoë-uniformiteit SiC-epitaxy het van kritieke belang geword vir die ontwikkeling van die SiC-industrie.

Die vervaardiging van hoë-gehalte SiC-epitaxy maak staat op gevorderde prosesse en toerusting. Tans is die mees gebruikte metode vir SiC epitaksiale groeiChemiese dampneerslag (CVD).CVD bied presiese beheer oor epitaksiale filmdikte en dopingkonsentrasie, lae defekdigtheid, matige groeitempo en outomatiese prosesbeheer, wat dit 'n betroubare tegnologie maak vir suksesvolle kommersiële toepassings.

SiC CVD epitaksiegebruik gewoonlik warmmuur- of warmmuur-CVD-toerusting. Hoë groeitemperature (1500–1700°C) verseker die voortsetting van die 4H-SiC kristallyne vorm. Gebaseer op die verhouding tussen die gasvloeirigting en die substraatoppervlak, kan die reaksiekamers van hierdie CVD-stelsels in horisontale en vertikale strukture geklassifiseer word.

Die kwaliteit van SiC-epitaksiale oonde word hoofsaaklik op drie aspekte beoordeel: epitaksiale groeiprestasie (insluitend dikte-uniformiteit, doping-uniformiteit, defektempo en groeitempo), temperatuurprestasie van die toerusting (insluitend verhitting/verkoelingstempo's, maksimum temperatuur en temperatuur-uniformiteit). ), en koste-effektiwiteit (insluitend eenheidsprys en produksievermoë).

Verskille tussen drie tipes SiC epitaksiale groei-oonde

1. Warmmuur Horisontale CVD-stelsels:

-Kenmerke:Beskik oor die algemeen enkel-wafel groot-grootte groei stelsels aangedryf deur gas drywing rotasie, die bereiking van uitstekende intra-wafer metrieke.

-Verteenwoordigende model:LPE se Pe1O6, in staat om geoutomatiseerde wafer laai/aflaai teen 900°C. Bekend vir hoë groeitempo's, kort epitaksiale siklusse, en konsekwente intra-wafer en inter-run prestasie.

-Prestasie:Vir 4-6 duim 4H-SiC epitaksiale wafers met dikte ≤30μm, bereik dit intra-wafel dikte nie-uniformiteit ≤2%, doping konsentrasie nie-uniformiteit ≤5%, oppervlak defek digtheid ≤1 cm-², en defekvry oppervlakte (2mm×2mm selle) ≥90%.

-Binnelandse Vervaardigers: Maatskappye soos Jingsheng Mechatronics, CETC 48, North Huachuang en Nasset Intelligent het soortgelyke enkelwafer SiC-epitaksiale toerusting met opgeskaalde produksie ontwikkel.

2. Planetêre CVD-stelsels met warm muur:

-Kenmerke:Gebruik planetêre rangskikkingsbasisse vir multi-wafergroei per bondel, wat uitsetdoeltreffendheid aansienlik verbeter.

-Verteenwoordigende modelle:Aixtron se AIXG5WWC (8x150mm) en G10-SiC (9x150mm of 6x200mm) reekse.

-Prestasie:Vir 6-duim 4H-SiC epitaksiale wafers met dikte ≤10μm, bereik dit inter-wafer dikte afwyking ±2.5%, intra-wafer dikte nie-uniformiteit 2%, inter-wafer dotering konsentrasie afwyking ±5%, en intra wafer doping konsentrasie nie-uniformiteit <2%.

-Uitdagings:Beperkte aanvaarding in binnelandse markte as gevolg van 'n gebrek aan bondelproduksiedata, tegniese hindernisse in temperatuur- en vloeiveldbeheer, en deurlopende R&D sonder grootskaalse implementering.

3. Kwasi-warm-muur Vertikale CVD-stelsels:

- Kenmerke:Gebruik eksterne meganiese bystand vir hoëspoed-substraatrotasie, die vermindering van grenslaagdikte en die verbetering van epitaksiale groeitempo, met inherente voordele in defekbeheer.

- Verteenwoordigende modelle:Nuflare se enkelwafer EPIREVOS6 en EPIREVOS8.

-Prestasie:Bereik groeitempo's van meer as 50μm/h, oppervlakdefekdigtheidbeheer onder 0.1 cm-², en intra-wafer dikte en doping konsentrasie nie-uniformiteit van onderskeidelik 1% en 2.6%.

-Binnelandse Ontwikkeling:Maatskappye soos Xingsandai en Jingsheng Mechatronics het soortgelyke toerusting ontwerp, maar het nie grootskaalse gebruik bereik nie.

Opsomming

Elk van die drie strukturele tipes SiC-epitaksiale groeitoerusting het afsonderlike eienskappe en beslaan spesifieke marksegmente gebaseer op toepassingsvereistes. Warmwand horisontale CVD bied ultravinnige groeitempo's en gebalanseerde kwaliteit en eenvormigheid, maar het 'n laer produksiedoeltreffendheid as gevolg van enkelwafelverwerking. Warmwand planetêre CVD verhoog produksiedoeltreffendheid aansienlik, maar staar uitdagings in die gesig in multi-wafer konsekwentheid beheer. Quasi-warm-muur vertikale CVD blink uit in defekbeheer met komplekse struktuur en vereis uitgebreide instandhouding en operasionele ervaring.

Soos die industrie ontwikkel, sal iteratiewe optimalisering en opgraderings in hierdie toerustingstrukture lei tot toenemend verfynde konfigurasies, wat deurslaggewende rolle speel om aan diverse epitaksiale wafelspesifikasies vir dikte- en defekvereistes te voldoen.

Voor- en nadele van verskillende SiC-epitaksiale groei-oonde

Met deurlopende industrie-ontwikkeling sal hierdie drie tipes toerusting iteratiewe strukturele optimalisering en opgraderings ondergaan, wat lei tot toenemend verfynde konfigurasies wat ooreenstem met verskeie epitaksiale wafer-spesifikasies vir dikte en defekvereistes.