ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಗ್ರೋತ್ ಎಕ್ವಿಪ್‌ಮೆಂಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಆಪ್ಟಿಮೈಸ್ಡ್ ಮತ್ತು ಅನುವಾದಿತ ವಿಷಯ

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ (SiC) ತಲಾಧಾರಗಳು ನೇರ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯನ್ನು ತಡೆಯುವ ಹಲವಾರು ದೋಷಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಚಿಪ್ ವೇಫರ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು, ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ SiC ತಲಾಧಾರದಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಸಬೇಕು. ಈ ಚಿತ್ರವನ್ನು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಲೇಯರ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬಹುತೇಕ ಎಲ್ಲಾ SiC ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವಸ್ತುಗಳ ಮೇಲೆ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಉನ್ನತ-ಗುಣಮಟ್ಟದ ಹೋಮೋಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ SiC ವಸ್ತುಗಳು SiC ಸಾಧನ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಅಡಿಪಾಯವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವಸ್ತುಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ನೇರವಾಗಿ SiC ಸಾಧನಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯ SiC ಸಾಧನಗಳು ಮೇಲ್ಮೈ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ, ದೋಷ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಡೋಪಿಂಗ್ ಏಕರೂಪತೆ ಮತ್ತು ದಪ್ಪದ ಏಕರೂಪತೆಯ ಮೇಲೆ ಕಠಿಣ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ವಿಧಿಸುತ್ತವೆ.ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ಸಾಮಗ್ರಿಗಳು. ದೊಡ್ಡ-ಗಾತ್ರದ, ಕಡಿಮೆ-ದೋಷದ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ಏಕರೂಪತೆಯ SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು SiC ಉದ್ಯಮದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ.

ಉನ್ನತ-ಗುಣಮಟ್ಟದ SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು ಸುಧಾರಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮತ್ತು ಸಲಕರಣೆಗಳ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ (CVD).CVD ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಫಿಲ್ಮ್ ದಪ್ಪ ಮತ್ತು ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಕಡಿಮೆ ದೋಷ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಮಧ್ಯಮ ಬೆಳವಣಿಗೆ ದರ ಮತ್ತು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಮೇಲೆ ನಿಖರವಾದ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಯಶಸ್ವಿ ವಾಣಿಜ್ಯ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ.

SiC CVD ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಿಸಿ-ಗೋಡೆ ಅಥವಾ ಬೆಚ್ಚಗಿನ ಗೋಡೆಯ CVD ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಾಪಮಾನಗಳು (1500-1700 ° C) 4H-SiC ಸ್ಫಟಿಕದ ರೂಪದ ಮುಂದುವರಿಕೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಅನಿಲ ಹರಿವಿನ ದಿಕ್ಕು ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ಈ CVD ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಕೋಣೆಗಳನ್ನು ಸಮತಲ ಮತ್ತು ಲಂಬ ರಚನೆಗಳಾಗಿ ವರ್ಗೀಕರಿಸಬಹುದು.

SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಕುಲುಮೆಗಳ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮೂರು ಅಂಶಗಳ ಮೇಲೆ ನಿರ್ಣಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ: ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ (ದಪ್ಪ ಏಕರೂಪತೆ, ಡೋಪಿಂಗ್ ಏಕರೂಪತೆ, ದೋಷದ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರ ಸೇರಿದಂತೆ), ಉಪಕರಣದ ತಾಪಮಾನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ (ತಾಪನ / ತಂಪಾಗಿಸುವ ದರಗಳು, ಗರಿಷ್ಠ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಏಕರೂಪತೆ ಸೇರಿದಂತೆ. ), ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವ (ಯೂನಿಟ್ ಬೆಲೆ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಸೇರಿದಂತೆ).

ಮೂರು ವಿಧದ SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಗ್ರೋತ್ ಫರ್ನೇಸ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು

1. ಹಾಟ್-ವಾಲ್ ಹಾರಿಜಾಂಟಲ್ CVD ಸಿಸ್ಟಮ್ಸ್:

-ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು:ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಏಕ-ವೇಫರ್ ದೊಡ್ಡ-ಗಾತ್ರದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ, ಇದು ಗ್ಯಾಸ್ ಫ್ಲೋಟೇಶನ್ ತಿರುಗುವಿಕೆಯಿಂದ ನಡೆಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾದ ಇಂಟ್ರಾ-ವೇಫರ್ ಮೆಟ್ರಿಕ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ.

- ಪ್ರತಿನಿಧಿ ಮಾದರಿ:LPE ಯ Pe1O6, 900°C ನಲ್ಲಿ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ವೇಫರ್ ಲೋಡಿಂಗ್/ಇನ್‌ಲೋಡ್ ಮಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರಗಳು, ಸಣ್ಣ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಚಕ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರವಾದ ಇಂಟ್ರಾ-ವೇಫರ್ ಮತ್ತು ಇಂಟರ್-ರನ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಗೆ ಹೆಸರುವಾಸಿಯಾಗಿದೆ.

-ಪ್ರದರ್ಶನ:≤30μm ದಪ್ಪವಿರುವ 4-6 ಇಂಚಿನ 4H-SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್‌ಗಳಿಗೆ, ಇದು ಒಳ-ವೇಫರ್ ದಪ್ಪವನ್ನು ಏಕರೂಪವಲ್ಲದ ≤2%, ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಏಕರೂಪತೆ ≤5%, ಮೇಲ್ಮೈ ದೋಷದ ಸಾಂದ್ರತೆ ≤1 cm-², ಮತ್ತು ದೋಷ-ಮುಕ್ತತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ. ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ (2mm×2mm ಜೀವಕೋಶಗಳು) ≥90%.

-ದೇಶೀಯ ತಯಾರಕರು: ಜಿಂಗ್‌ಶೆಂಗ್ ಮೆಕಾಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್, ಸಿಇಟಿಸಿ 48, ನಾರ್ತ್ ಹುವಾಚುವಾಂಗ್ ಮತ್ತು ನಾಸೆಟ್ ಇಂಟೆಲಿಜೆಂಟ್‌ನಂತಹ ಕಂಪನಿಗಳು ಸ್ಕೇಲ್ಡ್-ಅಪ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯೊಂದಿಗೆ ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಸಿಂಗಲ್-ವೇಫರ್ SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿವೆ.

2. ವಾರ್ಮ್-ವಾಲ್ ಪ್ಲಾನೆಟರಿ ಸಿವಿಡಿ ಸಿಸ್ಟಮ್ಸ್:

-ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು:ಪ್ರತಿ ಬ್ಯಾಚ್‌ಗೆ ಬಹು-ವೇಫರ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಗಾಗಿ ಗ್ರಹಗಳ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಬೇಸ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ, ಔಟ್‌ಪುಟ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.

-ಪ್ರತಿನಿಧಿ ಮಾದರಿಗಳು:Aixtron ನ AIXG5WWC (8x150mm) ಮತ್ತು G10-SiC (9x150mm ಅಥವಾ 6x200mm) ಸರಣಿ.

-ಪ್ರದರ್ಶನ:≤10μm ದಪ್ಪವಿರುವ 6-ಇಂಚಿನ 4H-SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್‌ಗಳಿಗೆ, ಇದು ಅಂತರ-ವೇಫರ್ ದಪ್ಪದ ವಿಚಲನ ±2.5%, ಇಂಟ್ರಾ-ವೇಫರ್ ದಪ್ಪ ಏಕರೂಪತೆಯಲ್ಲದ 2%, ಅಂತರ-ವೇಫರ್ ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವಿಚಲನ ±5% ಮತ್ತು ಇಂಟ್ರಾ-ವೇಫರ್ ಡೋಪಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ. ಏಕಾಗ್ರತೆ ಅಲ್ಲದ ಏಕರೂಪತೆ <2%.

-ಸವಾಲುಗಳು:ಬ್ಯಾಚ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಮಾಹಿತಿಯ ಕೊರತೆ, ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಹರಿವಿನ ಕ್ಷೇತ್ರ ನಿಯಂತ್ರಣದಲ್ಲಿನ ತಾಂತ್ರಿಕ ಅಡೆತಡೆಗಳು ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಅನುಷ್ಠಾನವಿಲ್ಲದೆ ನಡೆಯುತ್ತಿರುವ R&D ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ದೇಶೀಯ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಗಳಲ್ಲಿ ಸೀಮಿತ ಅಳವಡಿಕೆ.

3. ಕ್ವಾಸಿ-ಹಾಟ್-ವಾಲ್ ವರ್ಟಿಕಲ್ CVD ಸಿಸ್ಟಮ್ಸ್:

- ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು:ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದ ತಲಾಧಾರದ ತಿರುಗುವಿಕೆಗೆ ಬಾಹ್ಯ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸಹಾಯವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಿ, ಗಡಿ ಪದರದ ದಪ್ಪವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ದೋಷ ನಿಯಂತ್ರಣದಲ್ಲಿ ಅಂತರ್ಗತ ಪ್ರಯೋಜನಗಳೊಂದಿಗೆ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.

- ಪ್ರತಿನಿಧಿ ಮಾದರಿಗಳು:Nuflare ನ ಏಕ-ವೇಫರ್ EPIREVOS6 ಮತ್ತು EPIREVOS8.

-ಪ್ರದರ್ಶನ:50μm/h ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆ ದರಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ, 0.1 cm-² ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಮೇಲ್ಮೈ ದೋಷದ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ನಿಯಂತ್ರಣ, ಮತ್ತು 1% ಮತ್ತು 2.6% ನಷ್ಟು ಒಳ-ವೇಫರ್ ದಪ್ಪ ಮತ್ತು ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಏಕರೂಪತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ.

-ದೇಶೀಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ:Xingsandai ಮತ್ತು Jingsheng Mechatronics ನಂತಹ ಕಂಪನಿಗಳು ಇದೇ ರೀತಿಯ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿವೆ ಆದರೆ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿಲ್ಲ.

ಸಾರಾಂಶ

SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಉಪಕರಣಗಳ ಮೂರು ರಚನಾತ್ಮಕ ಪ್ರಕಾರಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ವಿಭಾಗಗಳನ್ನು ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಂಡಿವೆ. ಹಾಟ್-ವಾಲ್ ಹಾರಿಜಾಂಟಲ್ CVD ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಫಾಸ್ಟ್ ಬೆಳವಣಿಗೆ ದರಗಳು ಮತ್ತು ಸಮತೋಲಿತ ಗುಣಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಏಕ-ವೇಫರ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯಿಂದಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಉತ್ಪಾದನಾ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ವಾರ್ಮ್-ವಾಲ್ ಪ್ಲಾನೆಟರಿ CVD ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಉತ್ಪಾದನಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಬಹು-ವೇಫರ್ ಸ್ಥಿರತೆ ನಿಯಂತ್ರಣದಲ್ಲಿ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತದೆ. ಕ್ವಾಸಿ-ಹಾಟ್-ವಾಲ್ ವರ್ಟಿಕಲ್ CVD ಸಂಕೀರ್ಣ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ದೋಷ ನಿಯಂತ್ರಣದಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವ್ಯಾಪಕ ನಿರ್ವಹಣೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಅನುಭವದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.

ಉದ್ಯಮವು ವಿಕಸನಗೊಳ್ಳುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಈ ಸಲಕರಣೆಗಳ ರಚನೆಗಳಲ್ಲಿನ ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಮತ್ತು ನವೀಕರಣಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ಸಂರಚನೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ, ದಪ್ಪ ಮತ್ತು ದೋಷದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳಿಗಾಗಿ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್ ವಿಶೇಷಣಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುವಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆ.

ವಿವಿಧ SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಗ್ರೋತ್ ಫರ್ನೇಸ್‌ಗಳ ಅನುಕೂಲಗಳು ಮತ್ತು ಅನಾನುಕೂಲಗಳು

ನಿರಂತರ ಉದ್ಯಮ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯೊಂದಿಗೆ, ಈ ಮೂರು ವಿಧದ ಉಪಕರಣಗಳು ಪುನರಾವರ್ತಿತ ರಚನಾತ್ಮಕ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ ಮತ್ತು ನವೀಕರಣಗಳಿಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ, ಇದು ದಪ್ಪ ಮತ್ತು ದೋಷದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳಿಗಾಗಿ ವಿವಿಧ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್ ವಿಶೇಷಣಗಳಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವ ಹೆಚ್ಚು ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ಸಂರಚನೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.