സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് എപിറ്റാക്സിയൽ ഗ്രോത്ത് എക്യുപ്‌മെൻ്റിൽ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്തതും വിവർത്തനം ചെയ്തതുമായ ഉള്ളടക്കം

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC) സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾക്ക് നേരിട്ടുള്ള പ്രോസസ്സിംഗ് തടയുന്ന നിരവധി വൈകല്യങ്ങളുണ്ട്. ചിപ്പ് വേഫറുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന്, ഒരു എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പ്രക്രിയയിലൂടെ SiC സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൽ ഒരു പ്രത്യേക സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ ഫിലിം വളർത്തിയിരിക്കണം. എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ലെയർ എന്നാണ് ഈ ഫിലിം അറിയപ്പെടുന്നത്. മിക്കവാറും എല്ലാ SiC ഉപകരണങ്ങളും എപ്പിറ്റാക്സിയൽ മെറ്റീരിയലുകളിൽ സാക്ഷാത്കരിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ഹോമോപിറ്റാക്സിയൽ SiC മെറ്റീരിയലുകൾ SiC ഉപകരണ വികസനത്തിന് അടിത്തറയിടുന്നു. എപ്പിറ്റാക്സിയൽ മെറ്റീരിയലുകളുടെ പ്രകടനം നേരിട്ട് SiC ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രകടനം നിർണ്ണയിക്കുന്നു.

ഉയർന്ന നിലവിലുള്ളതും ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യതയുള്ളതുമായ SiC ഉപകരണങ്ങൾ ഉപരിതല രൂപഘടന, വൈകല്യ സാന്ദ്രത, ഡോപ്പിംഗ് ഏകീകൃതത, കനം ഏകത്വം എന്നിവയിൽ കർശനമായ ആവശ്യകതകൾ ചുമത്തുന്നു.എപ്പിറ്റാക്സിയൽവസ്തുക്കൾ. SiC വ്യവസായത്തിൻ്റെ വികസനത്തിന് വലിയ വലിപ്പവും കുറഞ്ഞ വൈകല്യ സാന്ദ്രതയും ഉയർന്ന ഏകീകൃതമായ SiC എപ്പിറ്റാക്സിയും കൈവരിക്കുന്നത് നിർണായകമാണ്.

ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള SiC എപ്പിറ്റാക്സി നിർമ്മിക്കുന്നത് നൂതന പ്രക്രിയകളെയും ഉപകരണങ്ങളെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. നിലവിൽ, SiC എപിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചയ്ക്ക് ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന രീതിയാണ്കെമിക്കൽ നീരാവി നിക്ഷേപം (CVD).എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ഫിലിം കനം, ഡോപ്പിംഗ് കോൺസൺട്രേഷൻ, കുറഞ്ഞ വൈകല്യ സാന്ദ്രത, മിതമായ വളർച്ചാ നിരക്ക്, ഓട്ടോമേറ്റഡ് പ്രോസസ് കൺട്രോൾ എന്നിവയിൽ CVD കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, ഇത് വിജയകരമായ വാണിജ്യ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കുള്ള വിശ്വസനീയമായ സാങ്കേതികവിദ്യയാക്കി മാറ്റുന്നു.

SiC CVD എപ്പിറ്റാക്സിസാധാരണയായി ഹോട്ട്-വാൾ അല്ലെങ്കിൽ വാം-വാൾ സിവിഡി ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉയർന്ന വളർച്ചാ താപനില (1500-1700 ° C) 4H-SiC ക്രിസ്റ്റലിൻ രൂപത്തിൻ്റെ തുടർച്ച ഉറപ്പാക്കുന്നു. വാതക പ്രവാഹത്തിൻ്റെ ദിശയും അടിവസ്ത്ര ഉപരിതലവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഈ സിവിഡി സിസ്റ്റങ്ങളുടെ പ്രതികരണ അറകളെ തിരശ്ചീനവും ലംബവുമായ ഘടനകളായി തരം തിരിക്കാം.

SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ചൂളകളുടെ ഗുണനിലവാരം പ്രധാനമായും മൂന്ന് വശങ്ങളിലാണ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്: എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചാ പ്രകടനം (കനം ഏകതാനത, ഡോപ്പിംഗ് ഏകീകൃതത, വൈകല്യ നിരക്ക്, വളർച്ചാ നിരക്ക് എന്നിവയുൾപ്പെടെ), ഉപകരണങ്ങളുടെ താപനില പ്രകടനം (താപനം/തണുപ്പിക്കൽ നിരക്ക്, പരമാവധി താപനില, താപനില ഏകീകൃതത എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. ), ചെലവ്-ഫലപ്രാപ്തി (യൂണിറ്റ് വിലയും ഉൽപ്പാദന ശേഷിയും ഉൾപ്പെടെ).

മൂന്ന് തരം SiC എപിറ്റാക്സിയൽ ഗ്രോത്ത് ഫർണസുകൾ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസങ്ങൾ

1. ഹോട്ട്-വാൾ ഹോറിസോണ്ടൽ CVD സിസ്റ്റങ്ങൾ:

-ഫീച്ചറുകൾ:മികച്ച ഇൻട്രാ-വേഫർ മെട്രിക്‌സ് നേടിക്കൊണ്ട് ഗ്യാസ് ഫ്ലോട്ടേഷൻ റൊട്ടേഷനാൽ നയിക്കപ്പെടുന്ന സിംഗിൾ-വേഫർ വലിയ വലുപ്പത്തിലുള്ള വളർച്ചാ സംവിധാനങ്ങൾ സാധാരണയായി ഫീച്ചർ ചെയ്യുന്നു.

- പ്രതിനിധി മാതൃക:LPE-യുടെ Pe1O6, 900°C-ൽ ഓട്ടോമേറ്റഡ് വേഫർ ലോഡിംഗ്/അൺലോഡ് ചെയ്യാൻ കഴിവുള്ളതാണ്. ഉയർന്ന വളർച്ചാ നിരക്കുകൾ, ഹ്രസ്വ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ സൈക്കിളുകൾ, സ്ഥിരതയുള്ള ഇൻട്രാ-വേഫർ, ഇൻ്റർ-റൺ പ്രകടനം എന്നിവയ്ക്ക് പേരുകേട്ടതാണ്.

-പ്രകടനം:≤30μm കട്ടിയുള്ള 4-6 ഇഞ്ച് 4H-SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറുകൾക്ക്, ഇത് ഇൻട്രാ-വേഫർ കനം നോൺ-യൂണിഫോർമിറ്റി ≤2%, ഡോപ്പിംഗ് കോൺസൺട്രേഷൻ നോൺ-യൂണിഫോർമിറ്റി ≤5%, ഉപരിതല വൈകല്യ സാന്ദ്രത ≤1 cm-², കൂടാതെ വൈകല്യ രഹിതം എന്നിവ കൈവരിക്കുന്നു. ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം (2mm×2mm സെല്ലുകൾ) ≥90%.

-ആഭ്യന്തര നിർമ്മാതാക്കൾ: Jingsheng Mechatronics, CETC 48, North Huachuang, Nasset Intelligent തുടങ്ങിയ കമ്പനികൾ സ്കെയിൽ-അപ്പ് പ്രൊഡക്ഷൻ ഉപയോഗിച്ച് സമാനമായ സിംഗിൾ-വേഫർ SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ഉപകരണങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.

2. വാം-വാൾ പ്ലാനറ്ററി സിവിഡി സിസ്റ്റംസ്:

-ഫീച്ചറുകൾ:ഓരോ ബാച്ചിലും മൾട്ടി-വേഫർ വളർച്ചയ്ക്കായി പ്ലാനറ്ററി അറേഞ്ച്മെൻ്റ് ബേസ് ഉപയോഗിക്കുക, ഇത് ഔട്ട്പുട്ട് കാര്യക്ഷമത ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

-പ്രതിനിധി മോഡലുകൾ:Aixtron-ൻ്റെ AIXG5WWC (8x150mm), G10-SiC (9x150mm അല്ലെങ്കിൽ 6x200mm) സീരീസ്.

-പ്രകടനം:≤10μm കട്ടിയുള്ള 6-ഇഞ്ച് 4H-SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറുകൾക്ക്, ഇത് ഇൻ്റർ-വേഫർ കനം ഡീവിയേഷൻ ±2.5%, ഇൻട്രാ-വേഫർ കനം നോൺ-യൂണിഫോർമിറ്റി 2%, ഇൻ്റർ-വേഫർ ഡോപ്പിംഗ് കോൺസൺട്രേഷൻ ഡീവിയേഷൻ ±5%, ഇൻട്രാ-വേഫർ ഡോപ്പിംഗ് എന്നിവ കൈവരിക്കുന്നു. ഏകാഗ്രത നോൺ-യൂണിഫോം <2%.

-വെല്ലുവിളികൾ:ബാച്ച് പ്രൊഡക്ഷൻ ഡാറ്റയുടെ അഭാവം, താപനില, ഫ്ലോ ഫീൽഡ് കൺട്രോൾ എന്നിവയിലെ സാങ്കേതിക തടസ്സങ്ങൾ, വലിയ തോതിലുള്ള നടപ്പാക്കൽ കൂടാതെ നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഗവേഷണ-വികസന എന്നിവ കാരണം ആഭ്യന്തര വിപണികളിൽ പരിമിതമായ ദത്തെടുക്കൽ.

3. ക്വാസി-ഹോട്ട്-വാൾ ലംബമായ CVD സിസ്റ്റങ്ങൾ:

- ഫീച്ചറുകൾ:വൈകല്യ നിയന്ത്രണത്തിൽ അന്തർലീനമായ ഗുണങ്ങളോടെ, ഹൈ-സ്പീഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് റൊട്ടേഷൻ, ബൗണ്ടറി ലെയർ കനം കുറയ്ക്കൽ, എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചാ നിരക്ക് മെച്ചപ്പെടുത്തൽ എന്നിവയ്‌ക്ക് ബാഹ്യ മെക്കാനിക്കൽ സഹായം ഉപയോഗിക്കുക.

- പ്രതിനിധി മോഡലുകൾ:നുഫ്ലെയറിൻ്റെ ഒറ്റ-വേഫർ EPIREVOS6, EPIREVOS8.

-പ്രകടനം:50μm/h-ൽ കൂടുതൽ വളർച്ചാ നിരക്ക്, 0.1 cm-² ന് താഴെയുള്ള ഉപരിതല വൈകല്യ സാന്ദ്രത നിയന്ത്രണം, ഇൻട്രാ-വേഫർ കനം, ഡോപ്പിംഗ് കോൺസൺട്രേഷൻ യഥാക്രമം 1% ഉം 2.6% ഉം ഏകതാനത കൈവരിക്കുന്നു.

-ആഭ്യന്തര വികസനം:Xingsandai, Jingsheng Mechatronics തുടങ്ങിയ കമ്പനികൾ സമാനമായ ഉപകരണങ്ങൾ രൂപകല്പന ചെയ്തിട്ടുണ്ടെങ്കിലും വലിയ തോതിലുള്ള ഉപയോഗം നേടിയിട്ടില്ല.

സംഗ്രഹം

SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചാ ഉപകരണങ്ങളുടെ മൂന്ന് ഘടനാപരമായ തരങ്ങളിൽ ഓരോന്നിനും വ്യതിരിക്തമായ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉണ്ട് കൂടാതെ ആപ്ലിക്കേഷൻ ആവശ്യകതകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി നിർദ്ദിഷ്ട മാർക്കറ്റ് സെഗ്മെൻ്റുകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ഹോട്ട്-വാൾ ഹോറിസോണ്ടൽ CVD വളരെ വേഗത്തിലുള്ള വളർച്ചാ നിരക്കും സമതുലിതമായ ഗുണനിലവാരവും ഏകീകൃതതയും വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, എന്നാൽ സിംഗിൾ-വേഫർ പ്രോസസ്സിംഗ് കാരണം ഉത്പാദനക്ഷമത കുറവാണ്. വാം-വാൾ പ്ലാനറ്ററി സിവിഡി ഉൽപ്പാദനക്ഷമത ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, പക്ഷേ മൾട്ടി-വേഫർ സ്ഥിരത നിയന്ത്രണത്തിൽ വെല്ലുവിളികൾ നേരിടുന്നു. ക്വാസി-ഹോട്ട്-വാൾ ലംബമായ CVD, സങ്കീർണ്ണമായ ഘടനയുള്ള വൈകല്യ നിയന്ത്രണത്തിൽ മികച്ചതാണ്, കൂടാതെ വിപുലമായ പരിപാലനവും പ്രവർത്തന പരിചയവും ആവശ്യമാണ്.

വ്യവസായം വികസിക്കുമ്പോൾ, ഈ ഉപകരണ ഘടനകളിലെ ആവർത്തന ഒപ്റ്റിമൈസേഷനും നവീകരണവും കൂടുതൽ പരിഷ്കൃതമായ കോൺഫിഗറേഷനുകളിലേക്ക് നയിക്കും, കനം, വൈകല്യ ആവശ്യകതകൾ എന്നിവയ്ക്കായി വൈവിധ്യമാർന്ന എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ നിറവേറ്റുന്നതിൽ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.

വ്യത്യസ്ത SiC എപിറ്റാക്സിയൽ ഗ്രോത്ത് ഫർണസുകളുടെ ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളും

തുടർച്ചയായ വ്യവസായ വികസനത്തോടെ, ഈ മൂന്ന് തരം ഉപകരണങ്ങൾ ആവർത്തന ഘടനാപരമായ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനും നവീകരണത്തിനും വിധേയമാകും, കനം, വൈകല്യ ആവശ്യകതകൾ എന്നിവയ്ക്കായി വിവിധ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ സ്പെസിഫിക്കേഷനുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന കൂടുതൽ പരിഷ്കരിച്ച കോൺഫിഗറേഷനുകളിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.