Iba't ibang mga teknikal na ruta ng SIC epitaxial growth pugon

Ang mga substrate ng carbide ng silikon ay maraming mga depekto at hindi maaaring direktang maproseso. Ang isang tiyak na solong kristal na manipis na pelikula ay kailangang lumaki sa kanila sa pamamagitan ng isang epitaxial na proseso upang makagawa ng mga wafer ng chip. Ang manipis na pelikula na ito ay ang epitaxial layer. Halos lahat ng mga aparato ng silikon na karbida ay natanto sa mga epitaxial na materyales. Ang mataas na kalidad na silikon na karbida na homogenous epitaxial na materyales ay ang batayan para sa pagbuo ng mga aparato ng silikon na karbida. Ang pagganap ng mga epitaxial na materyales ay direktang tinutukoy ang pagsasakatuparan ng pagganap ng mga aparato ng silikon na karbida.

Ang mga high-current at high-reliability na mga aparato ng carbide na silikon ay naglalagay ng mas mahigpit na mga kinakailangan sa morphology sa ibabaw, depekto density, doping at kapal ng pagkakapareho ng mga epitaxial na materyales. Malaki ang laki, mababang-defect density at mataas na unipormeSilicon carbide epitaxyay naging susi sa pag -unlad ng industriya ng carbide ng silikon.

Ang paghahanda ng mataas na kalidadSilicon carbide epitaxyNangangailangan ng mga advanced na proseso at kagamitan. Ang pinaka -malawak na ginagamit na silikon na karbida na epitaxial na pamamaraan ng paglago ay ang kemikal na pag -aalis ng singaw (CVD), na may mga pakinabang ng tumpak na kontrol ng epitaxial film kapal at konsentrasyon ng doping, mas kaunting mga depekto, katamtaman na rate ng paglago, at awtomatikong kontrol sa proseso. Ito ay isang maaasahang teknolohiya na matagumpay na nai -komersyal.

Ang Silicon Carbide CVD epitaxy ay karaniwang gumagamit ng mainit na dingding o mainit na dingding ng CVD na kagamitan, na tinitiyak ang pagpapatuloy ng epitaxial layer 4H crystal sic sa ilalim ng mas mataas na mga kondisyon ng temperatura ng paglago (1500-1700 ℃). Matapos ang mga taon ng pag -unlad, ang mainit na pader o mainit na pader CVD ay maaaring nahahati sa pahalang na pahalang na istraktura ng reaktor at vertical vertical na istraktura ng reaktor ayon sa ugnayan sa pagitan ng direksyon ng daloy ng gasolina at ang ibabaw ng substrate.

Ang kalidad ng silikon carbide epitaxial furnace higit sa lahat ay may tatlong mga tagapagpahiwatig. Ang una ay ang pagganap ng paglago ng epitaxial, kabilang ang pagkakapareho ng kapal, pagkakapareho ng doping, rate ng depekto at rate ng paglago; Ang pangalawa ay ang pagganap ng temperatura ng kagamitan mismo, kabilang ang pag -init/rate ng paglamig, maximum na temperatura, pagkakapareho ng temperatura; at sa wakas ang pagganap ng gastos ng kagamitan mismo, kabilang ang presyo ng yunit at kapasidad ng paggawa.

Pagkakaiba sa pagitan ng tatlong uri ng silikon na karbida na epitaxial na paglaki ng mga hurno

Ang mainit na pader na pahalang na CVD, ang mainit na dingding ng planeta ng CVD at quasi-hot wall vertical CVD ay ang pangunahing mga solusyon sa teknolohiya ng epitaxial na kagamitan na inilalapat sa yugtong ito. Ang tatlong teknikal na kagamitan ay mayroon ding sariling mga katangian at maaaring mapili ayon sa mga pangangailangan. Ang diagram ng istraktura ay ipinapakita sa figure sa ibaba:

Ang mainit na pader na pahalang na CVD system sa pangkalahatan ay isang solong-wafer na malaking laki ng paglago ng system na hinimok ng air flotation at pag-ikot. Madali itong makamit ang mahusay na mga tagapagpahiwatig ng in-wafer. Ang modelo ng kinatawan ay PE1O6 ng LPE Company sa Italya. Ang makina na ito ay maaaring mapagtanto ang awtomatikong paglo -load at pag -load ng mga wafer sa 900 ℃. Ang mga pangunahing tampok ay mataas na rate ng paglago, maikling epitaxial cycle, mahusay na pagkakapare -pareho sa loob ng wafer at sa pagitan ng mga hurno, atbp. Ito ay may pinakamataas na bahagi ng merkado sa China.

Ayon sa mga opisyal na ulat ng LPE, na sinamahan ng paggamit ng mga pangunahing gumagamit, ang 100-150mm (4-6 pulgada) 4H-SIC epitaxial wafer na mga produkto na may kapal na mas mababa sa 30μm na ginawa ng PE1O6 epitaxial furnace ay maaaring makamit ang mga sumusunod na tagapagpahiwatig: intra-wafer epitaxial kapal na hindi pagkakapareho ≤1cm-2, lugar na walang depekto sa ibabaw (2mm × 2mm unit cell) ≥90%.

Ang mga kumpanya sa domestic tulad ng JSG, CETC 48, Naura, at NASO ay nakabuo ng monolithic silikon na kagamitan sa epitaxial na may katulad na mga pag-andar at nakamit ang mga malalaking pagpapadala. Halimbawa, noong Pebrero 2023, naglabas ang JSG ng isang 6-pulgada na double-wafer na SIC epitaxial na kagamitan. Ginagamit ng kagamitan ang itaas at mas mababang mga layer ng itaas at mas mababang mga layer ng mga bahagi ng grapiko ng silid ng reaksyon upang mapalago ang dalawang epitaxial wafers sa isang solong hurno, at ang itaas at mas mababang proseso ng mga gas ay maaaring magkahiwalay na kinokontrol, na may isang pagkakaiba sa temperatura ng ≤5 ° C, na epektibong bumubuo para sa kawalan ng hindi sapat na bahagi ng produksyon ng monolitikong pahalang na epitaxial.Ang key ekstrang bahagi ng produksiyon ng monolitikong pahalang na epitaxial.Ang key ekstrang bahagiSic coating halfmoon bahagi.Nagkaloob kami ng 6 pulgada at 8 pulgada na mga bahagi ng halfmoon sa mga gumagamit.

Ang sistema ng planeta ng Warm-Wall CVD, na may isang planeta na pag-aayos ng base, ay nailalarawan sa pamamagitan ng paglaki ng maraming mga wafer sa isang solong hurno at mataas na kahusayan ng output. Ang mga modelo ng kinatawan ay ang AIXG5WWC (8x150mm) at G10-SIC (9 × 150mm o 6 × 200mm) serye ng epitaxial na kagamitan ng Aixtron ng Alemanya.

Ayon sa opisyal na ulat ng Aixtron, ang 6-pulgada na 4H-SiC epitaxial wafer na mga produkto na may kapal na 10μm na ginawa ng G10 epitaxial furnace ay maaaring makamit ang mga sumusunod na tagapagpahiwatig: Inter-wafer epitaxial kapal ng paglihis ng ± 2.5%, intra-wafer epitaxial kapal na hindi uniporme ng 2%, inter-wafer doping concentration ng ± 5%, na panghihimasok-wafer na konsentrasyon ng ±,, ang pag-iwas sa pag-iwas sa ±,, hindi pagkakapareho <2%.

Hanggang ngayon, ang ganitong uri ng modelo ay bihirang ginagamit ng mga gumagamit ng domestic, at ang data ng paggawa ng batch ay hindi sapat, na sa isang tiyak na lawak ay pinipigilan ang aplikasyon ng engineering nito. Bilang karagdagan, dahil sa mataas na mga teknikal na hadlang ng multi-wafer epitaxial furnaces sa mga tuntunin ng patlang ng temperatura at daloy ng patlang ng daloy, ang pag-unlad ng mga katulad na kagamitan sa domestic ay nasa yugto ng pananaliksik at pag-unlad, at walang alternatibong modelo.I sa pansamantala, maaari kaming magbigay ng aixtron planetary na pagkamatay tulad ng 6 pulgada at 8 pulgada na may TAC coating o SIC coating.

Ang quasi-hot-wall vertical CVD system higit sa lahat ay umiikot sa mataas na bilis sa pamamagitan ng panlabas na mekanikal na tulong. Ang katangian nito ay ang kapal ng malapot na layer ay epektibong nabawasan ng isang mas mababang presyon ng silid ng silid, sa gayon ay nadaragdagan ang rate ng paglago ng epitaxial. Kasabay nito, ang silid ng reaksyon nito ay walang isang itaas na pader kung saan maaaring mai -deposito ang mga partikulo ng SIC, at hindi madaling makagawa ng mga bumabagsak na bagay. Mayroon itong likas na kalamangan sa control control. Ang mga modelo ng kinatawan ay ang single-wafer epitaxial furnaces epirevos6 at epirevos8 ng nuflare ng Japan.

Ayon sa Nuflare, ang rate ng paglago ng aparato ng epirevos6 ay maaaring umabot ng higit sa 50μm/h, at ang density ng depekto sa ibabaw ng epitaxial wafer ay maaaring kontrolado sa ibaba 0.1cm-²; Sa mga tuntunin ng pagkontrol sa pagkakapareho, iniulat ng nuflare engineer na si Yoshiaki Daigo ang intra-wafer na mga resultaUpper grapayt cylinder.

Sa kasalukuyan, ang mga tagagawa ng kagamitan sa domestic tulad ng Core Third Generation at JSG ay nagdisenyo at naglunsad ng mga epitaxial na kagamitan na may katulad na mga pag -andar, ngunit hindi pa ito ginamit sa isang malaking sukat.

Sa pangkalahatan, ang tatlong uri ng kagamitan ay may sariling mga katangian at sumakop sa isang tiyak na bahagi ng merkado sa iba't ibang mga pangangailangan ng aplikasyon:

Ang mainit na pader na pahalang na istraktura ng CVD ay nagtatampok ng ultra-mabilis na rate ng paglago, kalidad at pagkakapareho, simpleng operasyon ng kagamitan at pagpapanatili, at mga mature na malakihang aplikasyon ng produksyon. Gayunpaman, dahil sa solong-wafer type at madalas na pagpapanatili, ang kahusayan sa paggawa ay mababa; Ang mainit na pader ng planeta ng CVD sa pangkalahatan ay nagpatibay ng isang 6 (piraso) × 100 mm (4 pulgada) o 8 (piraso) × 150 mm (6 pulgada) na istraktura ng tray, na lubos na nagpapabuti sa kahusayan ng produksyon ng kagamitan sa mga tuntunin ng kapasidad ng paggawa, ngunit mahirap kontrolin ang pagkakapareho ng maraming mga piraso, at ang ani ng paggawa ay pa rin ang pinakamalaking problema; Ang quasi-hot wall vertical CVD ay may isang kumplikadong istraktura, at ang kalidad ng kontrol ng depekto ng epitaxial wafer production ay mahusay, na nangangailangan ng sobrang mayaman na kagamitan sa pagpapanatili at karanasan sa paggamit.

Sa patuloy na pag -unlad ng industriya, ang tatlong uri ng kagamitan na ito ay ma -optimize at na -upgrade sa mga tuntunin ng istraktura, at ang pagsasaayos ng kagamitan ay magiging mas perpekto, na naglalaro ng isang mahalagang papel sa pagtutugma ng mga pagtutukoy ng mga epitaxial wafers na may iba't ibang mga kapal at mga kinakailangan sa depekto.