Maudhui Yaliyoboreshwa na Yanayotafsiriwa kwenye Kifaa cha Ukuaji cha Silicon Carbide Epitaxial

Sehemu ndogo za silicon carbide (SiC) zina kasoro nyingi zinazozuia usindikaji wa moja kwa moja. Ili kuunda kaki za chip, filamu maalum ya fuwele moja lazima ikuzwe kwenye substrate ya SiC kupitia mchakato wa epitaxial. Filamu hii inajulikana kama safu ya epitaxial. Takriban vifaa vyote vya SiC hutekelezwa kwenye nyenzo za epitaxial, na nyenzo za ubora wa juu za homoepitaxial SiC huunda msingi wa uundaji wa kifaa cha SiC. Utendaji wa vifaa vya epitaxial huamua moja kwa moja utendaji wa vifaa vya SiC.

Vifaa vya SiC vya kisasa na vya kuegemea juu vinaweka mahitaji magumu kwenye morpholojia ya uso, msongamano wa kasoro, usawa wa doping, na usawa wa unene waepitaxialnyenzo. Kufikia ukubwa mkubwa, msongamano wa kasoro ndogo, na epitaxy ya juu ya sare ya SiC imekuwa muhimu kwa maendeleo ya sekta ya SiC.

Kuzalisha epitaxy ya ubora wa juu ya SiC kunategemea michakato ya juu na vifaa. Hivi sasa, njia inayotumiwa sana kwa ukuaji wa epitaxial ya SiC niUwekaji wa Mvuke wa Kemikali (CVD).CVD inatoa udhibiti kamili juu ya unene wa filamu ya epitaxial na mkusanyiko wa doping, msongamano mdogo wa kasoro, kiwango cha wastani cha ukuaji, na udhibiti wa mchakato wa kiotomatiki, na kuifanya teknolojia ya kuaminika kwa matumizi ya kibiashara yenye mafanikio.

SiC CVD epitaxykwa ujumla huajiri vifaa vya CVD vya ukuta-moto au ukuta wa joto. Joto la juu la ukuaji (1500-1700 ° C) huhakikisha kuendelea kwa fomu ya fuwele ya 4H-SiC. Kulingana na uhusiano kati ya mwelekeo wa mtiririko wa gesi na uso wa substrate, vyumba vya majibu ya mifumo hii ya CVD inaweza kugawanywa katika miundo ya usawa na wima.

Ubora wa tanuru za epitaxial za SiC huamuliwa hasa katika vipengele vitatu: utendaji wa ukuaji wa epitaxial (ikiwa ni pamoja na usawa wa unene, usawa wa doping, kiwango cha kasoro, na kasi ya ukuaji), utendaji wa halijoto ya kifaa (ikiwa ni pamoja na viwango vya kupokanzwa/kupoeza, kiwango cha juu cha joto na usawa wa halijoto. ), na ufanisi wa gharama (ikiwa ni pamoja na bei ya kitengo na uwezo wa uzalishaji).

Tofauti Kati ya Aina Tatu za SiC Epitaxial Growth Furnaces

1. Moto-ukuta Horizontal CVD Systems:

-Vipengele:Kwa ujumla huangazia mifumo ya ukuaji ya kaki moja ya ukubwa mkubwa inayoendeshwa na mzunguko wa kuelea kwa gesi, na kufikia vipimo bora vya ndani ya kaki.

- Mfano Mwakilishi:LPE's Pe1O6, yenye uwezo wa kupakia/kupakua kaki kiotomatiki kwa 900°C. Inajulikana kwa viwango vya juu vya ukuaji, mizunguko mifupi ya epitaxial, na utendakazi thabiti wa ndani ya ndani na uendeshaji wa kati.

-Utendaji:Kwa inchi 4-6 kaki za epitaxial za 4H-SiC zenye unene ≤30μm, hutimiza unene wa ndani ya kaki usio sare ≤2%, ukolezi wa dawa za kuongeza nguvu zisizo sawa ≤5%, msongamano wa kasoro kwenye uso ≤1 cm-², na bila kasoro eneo la uso (seli 2mm×2mm) ≥90%.

-Watengenezaji wa Ndani: Makampuni kama vile Jingsheng Mechatronics, CETC 48, North Huachuang, na Nasset Intelligent yametengeneza vifaa vya epitaxial vya SiC vya kaki moja sawa na uzalishaji ulioongezwa.

2. Mifumo ya Sayari ya CVD yenye joto-ukuta:

-Vipengele:Tumia besi za mpangilio wa sayari kwa ukuaji wa kaki nyingi kwa kila kundi, kuboresha kwa kiasi kikubwa ufanisi wa pato.

-Mifano Mwakilishi:Mfululizo wa AIXG5WWC wa Aixtron (8x150mm) na G10-SiC (9x150mm au 6x200mm).

-Utendaji:Kwa kaki za inchi 6 za 4H-SiC za epitaxial zenye unene ≤10μm, hufaulu kupotoka kwa unene wa baina ya kaki ± 2.5%, unene wa ndani ya kaki isiyo sare 2%, kupotoka kwa mkusanyiko wa kaki kati ya ± 5%, na doping ya ndani ya kaki. mkusanyiko usio sare <2%.

-Changamoto:Kukubalika kidogo katika masoko ya ndani kwa sababu ya ukosefu wa data ya uzalishaji wa bechi, vizuizi vya kiufundi katika udhibiti wa halijoto na mtiririko, na R&D inayoendelea bila utekelezaji wa kiwango kikubwa.

3. Mifumo ya Wima ya CVD ya Quasi-moto-ukuta:

- Vipengele:Tumia usaidizi wa nje wa kiufundi kwa mzunguko wa kasi ya juu wa substrate, kupunguza unene wa safu ya mpaka na kuboresha kasi ya ukuaji wa epitaxial, pamoja na faida za asili katika udhibiti wa kasoro.

- Mifano Mwakilishi:Kaki moja ya Nuflare EPIREVOS6 na EPIREVOS8.

-Utendaji:Hufikia viwango vya ukuaji zaidi ya 50μm/h, udhibiti wa kasoro kwenye uso chini ya 0.1 cm-², na unene wa ndani ya kaki na mkusanyiko usio sare wa 1% na 2.6% mtawalia.

-Maendeleo ya Ndani:Kampuni kama Xingsandai na Jingsheng Mechatronics zimeunda vifaa sawa lakini hazijapata matumizi makubwa.

Muhtasari

Kila moja ya aina tatu za kimuundo za vifaa vya ukuaji wa epitaxial vya SiC vina sifa tofauti na inachukua sehemu maalum za soko kulingana na mahitaji ya programu. CVD ya mlalo ya ukuta-moto hutoa viwango vya ukuaji wa haraka zaidi na ubora uliosawazishwa na usawa lakini ina ufanisi mdogo wa uzalishaji kutokana na usindikaji wa kaki moja. CVD ya sayari yenye ukuta joto huongeza kwa kiasi kikubwa ufanisi wa uzalishaji lakini inakabiliwa na changamoto katika udhibiti wa uthabiti wa kaki nyingi. CVD wima ya ukuta wa Quasi-hot-ukuta ina ubora zaidi katika udhibiti wa kasoro na muundo changamano na inahitaji matengenezo ya kina na uzoefu wa uendeshaji.

Kadiri tasnia inavyobadilika, uboreshaji wa mara kwa mara na uboreshaji katika miundo hii ya vifaa itasababisha usanidi unaozidi kuboreshwa, kucheza majukumu muhimu katika kukidhi vipimo tofauti vya kaki vya epitaxial kwa mahitaji ya unene na kasoro.

Faida na Hasara za Tanuu za Ukuaji wa SiC Epitaxial tofauti

Pamoja na maendeleo endelevu ya tasnia, aina hizi tatu za vifaa zitapitia uboreshaji wa muundo wa mara kwa mara na uboreshaji, na kusababisha usanidi unaozidi kuboreshwa unaolingana na vipimo mbalimbali vya kaki ya epitaxial kwa mahitaji ya unene na kasoro.