مسیرهای فنی مختلف کوره رشد اپیتاکسیال sic

بسترهای کاربید سیلیکون دارای نقص های زیادی هستند و به طور مستقیم قابل پردازش نیستند. برای ساخت ویفرهای تراشه ، یک فیلم نازک کریستالی خاص باید از طریق یک فرآیند اپیتاکسیال رشد یابد. این فیلم نازک لایه epitaxial است. تقریباً تمام دستگاه های کاربید سیلیکون بر روی مواد اپیتاکسیال تحقق می یابند. مواد اپیتاکسیال همگن کاربید با کیفیت بالا ، پایه و اساس توسعه دستگاه های کاربید سیلیکون است. عملکرد مواد اپیتاکسیال به طور مستقیم تحقق عملکرد دستگاه های کاربید سیلیکون را تعیین می کند.

دستگاه های کاربید سیلیکون با جریان بالا و با قابلیت بالا ، نیازهای دقیق تری را در مورفولوژی سطح ، چگالی نقص ، دوپینگ و یکنواختی ضخامت مواد اپیتاکسی مطرح کرده اند. چگالی با اندازه بزرگ ، کمبود و یکنواختی بالاepitaxy کاربید سیلیکونبه کلید توسعه صنعت کاربید سیلیکون تبدیل شده است.

تهیه با کیفیت بالاepitaxy کاربید سیلیکونبه فرآیندها و تجهیزات پیشرفته نیاز دارد. پرکاربردترین روش رشد اپیتاکسیال کاربید سیلیکون رسوب بخار شیمیایی (CVD) است که مزایای کنترل دقیق ضخامت فیلم اپیتاکسیال و غلظت دوپینگ ، نقص کمتری ، نرخ رشد متوسط ​​و کنترل فرایند اتوماتیک را دارد. این یک فناوری قابل اعتماد است که با موفقیت تجاری شده است.

Epitaxy CVD CARBIDE سیلیکون به طور کلی از تجهیزات CVD دیواری گرم یا گرم دیواری استفاده می کند ، که ادامه ادامه لایه اپی کلیسای کریستال 4H SIC در شرایط دمای رشد بالاتر (1500-1700). پس از سالها توسعه ، CVD دیوار گرم یا دیوار گرم می تواند به راکتورهای ساختار افقی افقی و راکتورهای ساختار عمودی عمودی با توجه به رابطه بین جهت جریان گاز ورودی و سطح بستر تقسیم شود.

کیفیت کوره اپیتاکسیال کاربید سیلیکون عمدتاً دارای سه شاخص است. اولین عملکرد رشد اپیتاکسیال ، از جمله یکنواختی ضخامت ، یکنواختی دوپینگ ، سرعت نقص و سرعت رشد است. دوم عملکرد دما از خود تجهیزات ، از جمله میزان گرمایش/سرمایش ، حداکثر دما ، یکنواختی دما است. و سرانجام عملکرد هزینه تجهیزات خود ، از جمله قیمت واحد و ظرفیت تولید.

تفاوت بین سه نوع کوره های رشد اپیتاکسیال کاربید سیلیکون

CVD افقی دیوار داغ ، CVD سیاره ای دیوار گرم و CVD عمودی دیواره شبه داغ راه حل های اصلی فناوری تجهیزات اپی کلیسای است که در این مرحله به صورت تجاری کاربرد دارد. سه تجهیزات فنی نیز ویژگی های خاص خود را دارند و با توجه به نیازها می توانند انتخاب شوند. نمودار ساختار در شکل زیر نشان داده شده است:

سیستم CVD افقی دیواره داغ به طور کلی یک سیستم رشد با اندازه بزرگ وافر است که توسط شناور هوا و چرخش هدایت می شود. دستیابی به شاخص های خوب در حجاب آسان است. مدل نماینده PE1O6 از شرکت LPE در ایتالیا است. این دستگاه می تواند بارگذاری خودکار و تخلیه ویفرها را در 900 ℃ تحقق بخشد. ویژگی های اصلی آن نرخ رشد بالا ، چرخه کوتاه اپیتاکسیال ، قوام خوب در ویفر و بین کوره ها و غیره است. این بالاترین سهم بازار را در چین دارد.

According to LPE official reports, combined with the usage of major users, the 100-150mm (4-6 inches) 4H-SiC epitaxial wafer products with a thickness of less than 30μm produced by the Pe1O6 epitaxial furnace can stably achieve the following indicators: intra-wafer epitaxial thickness non-uniformity ≤2%, intra-wafer doping concentration non-uniformity ≤5%, surface defect density ≤1cm-2 ، ناحیه بدون نقص سطح (سلول واحد 2mm 2mm 2mm) ≥90 ٪.

شرکت های داخلی مانند JSG ، CETC 48 ، Naura و NASO تجهیزات اپیتاکسیال کاربید یکپارچه یکپارچه را با عملکردهای مشابه توسعه داده و به محموله های در مقیاس بزرگ دست یافته اند. به عنوان مثال ، در فوریه 2023 ، JSG تجهیزات اپی کلیسای 6 اینچی دوتایی SIC را منتشر کرد. این تجهیزات از لایه های فوقانی و پایین لایه های فوقانی و تحتانی قسمت های گرافیتی محفظه واکنش استفاده می کنند تا دو ویفر اپیتاکسیال در یک کوره واحد رشد کنند و گازهای فرآیند فوقانی و تحتانی به طور جداگانه تنظیم می شوند ، با اختلاف دما از 5 درجه سانتیگراد ، که به طور مؤثر باعث ایجاد ضرر ظرفیت تولید کافی از Offare Cale Offare Epitaxialseparealities است.پوشش SIC قطعات نیمه قطبی. ما قطعات نیمه کاره 6 اینچ و 8 اینچ را برای کاربران تهیه می کنیم.

سیستم CVD سیاره ای دیوار گرم ، با یک ترتیب سیاره ای از پایه ، با رشد چندین ویفر در یک کوره واحد و راندمان خروجی بالا مشخص می شود. مدل های نماینده عبارتند از: تجهیزات اپیتاکسیال سری Aixg5WWC (8x150mm) و G10-SIC (150 9 9 9 یا 200 میلی متر) از Aixstron آلمان.

براساس گزارش رسمی Aixstron ، محصولات ویفر 6 اینچی 4H-SIC با ضخامت 10 میکرومتر تولید شده توسط کوره اپیتاکسیال G10 می توانند به طور پایدار به شاخص های زیر دست یابند: انحراف ضخامت بین وافر از 2.5 ٪ ، ضخامت اپیتاکسیال داخل وریدی غیر یکنواختی-یکنواختی از 2 ٪ ، دوری internation از 2 ٪ ، دوری بین المللی ، دوری بین المللی ، دیافراسیون بین-، دیافراسیون بین-، غلظت غیر یکنواختی <2 ٪.

تاکنون ، این نوع مدل به ندرت توسط کاربران داخلی استفاده می شود ، و داده های تولید دسته ای کافی نیست ، که تا حدودی کاربرد مهندسی آن را محدود می کند. علاوه بر این ، با توجه به موانع فنی بالای کوره های اپی کلیسای چند ویفر از نظر میدان دما و کنترل میدان جریان ، توسعه تجهیزات داخلی مشابه هنوز در مرحله تحقیق و توسعه است و در این میان مدل جایگزین وجود ندارد. در این میان ، ما می توانیم مستعد کننده سیاره ای Aixstron مانند 6 اینچ و 8 اینچ با پوشش TAC یا پوشش SIC ارائه دهیم.

سیستم CVD عمودی شبه گرم دیواره عمدتاً از طریق کمک مکانیکی خارجی با سرعت بالا می چرخد. ویژگی آن این است که ضخامت لایه چسبناک به طور موثری با فشار محفظه واکنش کمتر کاهش می یابد و در نتیجه سرعت رشد اپیتاکسیال را افزایش می دهد. در عین حال ، محفظه واکنش آن دارای دیواره فوقانی نیست که ذرات SIC بتوانند رسوب شوند و تولید اشیاء در حال سقوط آسان نیست. این یک مزیت ذاتی در کنترل نقص دارد. مدل های نماینده کوره های اپیتاکسیال تک وافر Epirevos6 و Epirevos8 از Nuflare ژاپن هستند.

طبق گفته Nuflare ، سرعت رشد دستگاه Epirevos6 می تواند به بیش از 50μm در ساعت برسد ، و چگالی نقص سطح ویفر اپی توپیال می تواند زیر 0.1cm-مربع کنترل شود. از نظر کنترل یکنواختی ، مهندس Nuflare Yoshiaki Daigo نتایج یکنواختی داخل ویفر از یک ویفر 6 اینچی ضخامت 6 اینچی با استفاده از Epirevos6 را گزارش داد ، و ضخامت داخل ویفر و غیر یکنواختی دوپینگ به ترتیب به 1 ٪ و 2.6 ٪ رسیده است.سیلندر گرافیت فوقانی.

در حال حاضر ، تولید کنندگان تجهیزات داخلی مانند نسل سوم هسته و JSG تجهیزات اپیتاکسیال را با عملکردهای مشابه طراحی و راه اندازی کرده اند ، اما در مقیاس بزرگ مورد استفاده قرار نگرفته اند.

به طور کلی ، سه نوع تجهیزات ویژگی های خاص خود را دارند و سهم خاصی از بازار را در نیازهای مختلف کاربردی اشغال می کنند:

ساختار CVD افقی دیوار داغ دارای سرعت رشد بسیار سریع ، کیفیت و یکنواختی ، عملکرد و نگهداری تجهیزات ساده و کاربردهای تولید در مقیاس بزرگ بالغ است. با این حال ، به دلیل نوع تک وافر و نگهداری مکرر ، راندمان تولید کم است. CVD سیاره ای دیواری گرم به طور کلی 6 (قطعه) 100 میلی متر (4 اینچ) یا 8 (قطعه) 150 میلی متر (6 اینچ) ساختار سینی را اتخاذ می کند ، که تا حد زیادی بازده تولید تجهیزات را از نظر ظرفیت تولید بهبود می بخشد ، اما کنترل سازگاری چندین قطعه دشوار است و بازده تولید هنوز هم بزرگترین مشکل است. CVD عمودی دیواری شبه داغ دارای یک ساختار پیچیده است و کنترل نقص کیفیت تولید ویفر اپیتاکسیال بسیار عالی است ، که نیاز به نگهداری و استفاده از تجهیزات بسیار غنی دارد.

با توسعه مداوم صنعت ، این سه نوع تجهیزات از نظر ساختار به طور مکرر بهینه سازی و به روز می شوند و پیکربندی تجهیزات بیشتر و کامل تر می شوند و نقش مهمی در تطبیق مشخصات ویفرهای اپیتاکسی با ضخامت های مختلف و الزامات نقص بازی می کنند.