Bealaí teicniúla éagsúla foirnéise fáis epitaxial SiC

Tá go leor lochtanna ag foshraitheanna carbide sileacain agus ní féidir iad a phróiseáil go díreach. Ní mór scannán tanaí criostail aonair ar leith a fhás orthu trí phróiseas epitaxial chun sliseoga a dhéanamh. Is é an scannán tanaí seo an ciseal epitaxial. Déantar beagnach gach feiste chomhdhúile sileacain a bhaint amach ar ábhair epitaxial. Tá ábhair epitaxial aonchineálacha chomhdhúile sileacain ardcháilíochta mar bhunús d'fhorbairt feistí chomhdhúile sileacain. Cinneann feidhmíocht na n-ábhar epitaxial go díreach feidhmíocht feistí chomhdhúile sileacain a réadú.

Chuir feistí chomhdhúile sileacain ard-reatha agus ard-iontaofachta ceanglais níos déine ar aghaidh ar mhoirfeolaíocht an dromchla, dlús locht, dópáil agus aonfhoirmeacht tiús na n-ábhar epitaxial. Méid mór, dlús íseal-locht agus ard-aonfhoirmeachtepitaxy chomhdhúile sileacaintar éis éirí an eochair d'fhorbairt an tionscail chomhdhúile sileacain.

Ullmhú ard-chaighdeánepitaxy chomhdhúile sileacainéilíonn próisis agus trealamh chun cinn. Is é an modh fáis epitaxial chomhdhúile sileacain is mó a úsáidtear ná taisceadh gaile ceimiceach (CVD), a bhfuil na buntáistí a bhaineann le rialú beacht ar thiús scannáin epitaxial agus tiúchan dópála, níos lú lochtanna, ráta fáis measartha, agus rialú próisis uathoibríoch. Is teicneolaíocht iontaofa í atá tráchtálaithe go rathúil.

Go ginearálta úsáideann epitaxy chomhdhúile sileacain CVD trealamh balla te nó balla te CVD, rud a chinntíonn go leanfar leis an gciseal epitaxial 4H criostail SiC faoi choinníollacha teochta fáis níos airde (1500-1700 ℃). Tar éis blianta forbartha, is féidir balla te nó balla te CVD a roinnt ina imoibreoirí struchtúr cothrománach cothrománach agus imoibreoirí struchtúr ingearach ingearach de réir an chaidrimh idir treo sreabhadh an gháis inlet agus dromchla an tsubstráit.

Tá trí tháscaire den chuid is mó ag cáilíocht foirnéise epitaxial chomhdhúile sileacain. Is é an chéad cheann an fheidhmíocht fáis epitaxial, lena n-áirítear aonfhoirmeacht tiús, aonfhoirmeacht dópála, ráta locht agus ráta fáis; is é an dara ceann feidhmíocht teocht an trealaimh féin, lena n-áirítear ráta téimh/fuaraithe, teocht uasta, aonfhoirmeacht teochta; agus ar deireadh feidhmíocht chostais an trealaimh féin, lena n-áirítear praghas aonaid agus cumas táirgthe.

Difríochtaí idir trí chineál foirnéisí fáis epitaxial chomhdhúile sileacain

Is iad CVD cothrománach balla te, CVD pláinéadach balla te agus CVD ingearach balla quasi-te na réitigh teicneolaíochta trealaimh epitaxial príomhshrutha a cuireadh i bhfeidhm go tráchtála ag an gcéim seo. Tá a saintréithe féin ag na trí threalamh teicniúil freisin agus is féidir iad a roghnú de réir riachtanais. Taispeántar an léaráid struchtúir san fhíor thíos:

Go ginearálta is córas fáis mórmhéid aon-wafer é an córas CVD cothrománach balla te atá tiomáinte ag snámhacht agus rothlú aeir. Tá sé éasca táscairí in-wafer maith a bhaint amach. Is é an tsamhail ionadaíoch Pe1O6 de LPE Company san Iodáil. Is féidir leis an meaisín seo luchtú agus díluchtú uathoibríoch sliseog a bhaint amach ag 900 ℃. Is iad na príomhghnéithe ná ráta fáis ard, timthriall epitaxial gearr, comhsheasmhacht maith laistigh den wafer agus idir foirnéisí, etc. Tá an sciar den mhargadh is airde aige sa tSín

De réir tuairiscí oifigiúla LPE, in éineacht le húsáid úsáideoirí móra, is féidir leis na táirgí wafer epitaxial 100-150mm (4-6 orlach) 4H-SiC le tiús níos lú ná 30μm a tháirgtear ag foirnéis epitaxial Pe1O6 na táscairí seo a leanas a bhaint amach go cobhsaí: tiús epitaxial laistigh den wafer neamh-aonfhoirmeacht ≤2%, tiúchan dópála laistigh den wafer neamh-aonfhoirmeacht ≤5%, dlús locht dromchla ≤1cm-2, limistéar saor ó locht dromchla (cill aonad 2mm × 2mm) ≥90%.

D'fhorbair cuideachtaí intíre ar nós JSG, CETC 48, NAURA, agus NASO trealamh epitaxial chomhdhúile sileacain monolithic le feidhmeanna comhchosúla agus tá lastais ar scála mór bainte amach acu. Mar shampla, i mí Feabhra 2023, d'eisigh JSG trealamh epitaxial SiC dúbailte-wafer 6-orlach. Úsáideann an trealamh na sraitheanna uachtaracha agus íochtaracha de na sraitheanna uachtaracha agus íochtaracha de na codanna graifíte den seomra imoibrithe chun dhá sliseog epitaxial a fhás i bhfoirnéis amháin, agus is féidir na gáis phróisis uachtair agus íochtair a rialú ar leithligh, le difríocht teochta ≤ 5°C, rud a dhéanann suas go héifeachtach an míbhuntáiste a bhaineann le cumas táirgthe neamhleor foirnéisí epitaxial monolithic.Páirteanna Leathmhóin Cumhdach SiC. Táimid ag soláthar páirteanna leathmhóin 6 orlach agus 8 orlach do na húsáideoirí.

Is sainairíonna é an córas CVD pláinéadach balla te, le socrú pláinéadach ar an mbonn, go bhfuil fás ar il-sriseán i bhfoirnéis amháin agus éifeachtacht aschuir ard. Is iad samhlacha ionadaíocha trealamh epitaxial sraith AIXG5WWC (8X150mm) agus G10-SiC (9 × 150mm nó 6 × 200mm) de chuid Aixtron na Gearmáine.

De réir tuarascála oifigiúil Aixtron, is féidir leis na táirgí wafer epitaxial 6-orlach 4H-SiC le tiús 10μm a tháirgtear ag foirnéis epitaxial G10 na táscairí seo a leanas a bhaint amach go cobhsaí: diall tiús epitaxial idir-wafer de ±2.5%, tiús epitaxial laistigh den wafer neamh-aonfhoirmeacht de 2%, diall tiúchan dópála idir-wafer de ±5%, tiúchan dópála laistigh den wafer neamh-aonfhoirmeacht <2%.

Go dtí seo, is annamh a úsáideann úsáideoirí baile an cineál múnla seo, agus níl na sonraí táirgthe bhaisc leordhóthanach, rud a chuireann srian ar a iarratas innealtóireachta go pointe áirithe. Ina theannta sin, mar gheall ar na bacainní teicniúla arda a bhaineann le foirnéisí epitaxial il-wafer i dtéarmaí réimse teochta agus rialú réimse sreafa, tá forbairt trealaimh tí den chineál céanna fós sa chéim taighde agus forbartha, agus níl aon mhúnla eile ann. Idir an dá linn , is féidir linn súdaire pláinéadach Aixtron cosúil le 6 orlach agus 8 orlach a sholáthar le sciath TaC nó sciath SiC.

Rothlaíonn an córas CVD ingearach gar-te-bhalla go príomha ag ardluais trí chúnamh meicniúil seachtrach. Is é an tréith atá aige ná go laghdaítear tiús na ciseal slaodach go héifeachtach le brú seomra imoibrithe níos ísle, rud a mhéadaíonn an ráta fáis epitaxial. Ag an am céanna, níl balla uachtarach ag a seomra imoibrithe ar féidir cáithníní SiC a thaisceadh, agus níl sé éasca rudaí ag titim a tháirgeadh. Tá buntáiste bunúsach aige maidir le rialú lochtanna. Is samhlacha ionadaíocha na foirnéisí epitaxial aon-wafer EPIREVOS6 agus EPIREVOS8 de Nuflare na Seapáine.

De réir Nuflare, is féidir le ráta fáis an fheiste EPIREVOS6 teacht ar níos mó ná 50μm / h, agus is féidir dlús locht dromchla an wafer epitaxial a rialú faoi bhun 0.1cm-²; i dtéarmaí rialaithe aonfhoirmeachta, thuairiscigh innealtóir Nuflare Yoshiaki Daigo torthaí aonfhoirmeachta laistigh den wafer epitaxial 10μm tiubh 6-orlach a fhástar ag baint úsáide as EPIREVOS6, agus shroich an tiús laistigh den wafer agus neamh-éide tiúchan dópála 1% agus 2.6% faoi seach. Táimid ag soláthar páirteanna graifíte ardíonachta brataithe SiC marSorcóir Grafite Uachtarach.

Faoi láthair, tá monaróirí trealaimh intíre ar nós Core Third Generation agus JSG tar éis trealamh epitaxial a dhearadh agus a sheoladh le feidhmeanna den chineál céanna, ach níor úsáideadh iad ar scála mór.

Go ginearálta, tá a saintréithe féin ag na trí chineál trealaimh agus tá sciar áirithe den mhargadh acu i riachtanais iarratais éagsúla:

Gnéithe struchtúr CVD cothrománach an bhalla te ráta fáis ultra-tapa, cáilíocht agus aonfhoirmeacht, oibriú agus cothabháil trealaimh shimplí, agus feidhmchláir táirgeachta aibí ar scála mór. Mar sin féin, mar gheall ar an gcineál aon-wafer agus cothabháil go minic, tá an éifeachtacht táirgthe íseal; glacann an CVD pláinéadach balla te go ginearálta struchtúr tráidire 6 (píosa) × 100 mm (4 orlach) nó 8 (píosa) × 150 mm (6 orlach), rud a fheabhsaíonn éifeachtacht táirgthe an trealaimh go mór i dtéarmaí cumas táirgthe, ach tá sé deacair comhsheasmhacht na bpíosaí iomadúla a rialú, agus is é an toradh táirgthe an fhadhb is mó fós; tá struchtúr casta ag an CVD ingearach balla leath-te, agus tá rialú locht cáilíochta táirgeadh wafer epitaxial den scoth, a éilíonn cothabháil trealaimh agus taithí úsáide an-saibhir.

Le forbairt leanúnach an tionscail, déanfar na trí chineál trealaimh seo a uasmhéadú agus a uasghrádú go atriallach i dtéarmaí struchtúir, agus beidh an chumraíocht trealaimh níos mó agus níos foirfe, ag imirt ról tábhachtach maidir le sonraíochtaí na sliseog epitaxial a mheaitseáil le tiús éagsúla agus ceanglais locht.