ເສັ້ນທາງດ້ານວິຊາການທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ furnace ການຂະຫຍາຍຕົວ epitaxial SiC

substrates Silicon carbide ມີຂໍ້ບົກພ່ອງຫຼາຍແລະບໍ່ສາມາດປຸງແຕ່ງໂດຍກົງ. ຮູບເງົາບາງໆໄປເຊຍກັນອັນສະເພາະຕ້ອງໄດ້ຮັບການປູກໃສ່ພວກມັນໂດຍຜ່ານຂະບວນການ epitaxial ເພື່ອເຮັດໃຫ້ chip wafers. ຮູບເງົາບາງໆນີ້ແມ່ນຊັ້ນ epitaxial. ເກືອບທຸກອຸປະກອນ silicon carbide ແມ່ນຮັບຮູ້ຢູ່ໃນວັດສະດຸ epitaxial. ອຸປະກອນການ epitaxial ທີ່ມີຄຸນະພາບສູງຂອງຊິລິໂຄນ carbide ເປັນພື້ນຖານສໍາລັບການພັດທະນາອຸປະກອນ silicon carbide. ການປະຕິບັດຂອງວັດສະດຸ epitaxial ໂດຍກົງກໍານົດການປະຕິບັດຕົວຈິງຂອງອຸປະກອນ silicon carbide.

ອຸປະກອນ silicon carbide ທີ່ມີຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືສູງໃນປະຈຸບັນແລະມີຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືສູງໄດ້ວາງຄວາມຕ້ອງການທີ່ເຂັ້ມງວດຫຼາຍຂຶ້ນກ່ຽວກັບ morphology ດ້ານ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຂໍ້ບົກພ່ອງ, doping ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງວັດສະດຸ epitaxial. ຂະຫນາດໃຫຍ່, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຕ່ໍາແລະຄວາມສອດຄ່ອງສູງຊິລິຄອນ carbide epitaxyໄດ້ກາຍເປັນກຸນແຈສໍາລັບການພັດທະນາອຸດສາຫະກໍາ silicon carbide.

ການກະກຽມຄຸນນະພາບສູງຊິລິຄອນ carbide epitaxyຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຂະບວນການແລະອຸປະກອນທີ່ກ້າວຫນ້າ. ວິທີການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ silicon carbide epitaxial ທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດແມ່ນການປ່ອຍອາຍພິດທາງເຄມີ (CVD), ເຊິ່ງມີຄວາມໄດ້ປຽບຂອງການຄວບຄຸມຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຮູບເງົາ epitaxial ແລະຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ doping, ຄວາມບົກຜ່ອງຫນ້ອຍ, ອັດຕາການເຕີບໂຕປານກາງ, ແລະການຄວບຄຸມຂະບວນການອັດຕະໂນມັດ. ມັນເປັນເທກໂນໂລຍີທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ທີ່ໄດ້ຮັບຜົນສໍາເລັດທາງການຄ້າ.

Silicon carbide CVD epitaxy ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວໃຊ້ອຸປະກອນ CVD ກໍາແພງຮ້ອນຫຼືກໍາແພງອົບອຸ່ນ, ເຊິ່ງຮັບປະກັນການສືບຕໍ່ຂອງຊັ້ນ epitaxial 4H crystal SiC ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂອຸນຫະພູມການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ສູງຂຶ້ນ (1500-1700 ℃). ຫຼັງຈາກການພັດທະນາຫຼາຍປີ, ກໍາແພງຮ້ອນຫຼືກໍາແພງອົບອຸ່ນ CVD ສາມາດແບ່ງອອກເປັນເຕົາປະຕິກອນໂຄງສ້າງແນວນອນຕາມລວງນອນແລະເຄື່ອງປະຕິກອນໂຄງສ້າງແນວຕັ້ງຕາມຄວາມກ່ຽວຂ້ອງລະຫວ່າງທິດທາງຂອງການໄຫຼຂອງອາຍແກັສ inlet ແລະພື້ນຜິວ substrate.

ຄຸນນະພາບຂອງ silicon carbide furnace epitaxial ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນມີສາມຕົວຊີ້ວັດ. ທໍາອິດແມ່ນການປະຕິບັດການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ epitaxial, ລວມທັງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນ, ຄວາມສອດຄ່ອງຂອງ doping, ອັດຕາການຜິດປົກກະຕິແລະອັດຕາການເຕີບໂຕ; ອັນທີສອງແມ່ນການປະຕິບັດອຸນຫະພູມຂອງອຸປະກອນຕົວມັນເອງ, ລວມທັງອັດຕາຄວາມຮ້ອນ / ຄວາມເຢັນ, ອຸນຫະພູມສູງສຸດ, ຄວາມສອດຄ່ອງຂອງອຸນຫະພູມ; ແລະສຸດທ້າຍການປະຕິບັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງອຸປະກອນຕົວມັນເອງ, ລວມທັງລາຄາຕໍ່ຫນ່ວຍແລະຄວາມສາມາດໃນການຜະລິດ.

ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງສາມປະເພດຂອງ silicon carbide furnaces epitaxial ການຂະຫຍາຍຕົວ

ກໍາແພງຫີນຮ້ອນ CVD ຕາມແນວນອນ, ກໍາແພງຫີນທີ່ອົບອຸ່ນ CVD ແລະ CVD ເຄິ່ງຮ້ອນໃນແນວຕັ້ງແມ່ນວິທີແກ້ໄຂເຕັກໂນໂລຢີອຸປະກອນ epitaxial ຕົ້ນຕໍທີ່ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນການຄ້າໃນຂັ້ນຕອນນີ້. ອຸປະກອນເຕັກນິກສາມຍັງມີລັກສະນະຂອງຕົນເອງແລະສາມາດເລືອກໄດ້ຕາມຄວາມຕ້ອງການ. ແຜນວາດໂຄງສ້າງແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້:

ລະບົບ CVD ຕາມແນວນອນຂອງກໍາແພງຮ້ອນໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນເປັນລະບົບການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ມີຂະຫນາດໃຫຍ່ແບບດຽວທີ່ຂັບເຄື່ອນໂດຍການເລື່ອນທາງອາກາດແລະການຫມຸນ. ມັນງ່າຍທີ່ຈະບັນລຸຕົວຊີ້ວັດທີ່ດີໃນ wafer. ຮູບແບບຕົວແທນແມ່ນ Pe1O6 ຂອງບໍລິສັດ LPE ໃນອິຕາລີ. ເຄື່ອງຈັກນີ້ສາມາດຮັບຮູ້ການໂຫຼດແລະ unloading wafers ອັດຕະໂນມັດຢູ່ທີ່ 900 ℃. ລັກສະນະຕົ້ນຕໍແມ່ນອັດຕາການເຕີບໂຕສູງ, ວົງຈອນ epitaxial ສັ້ນ, ຄວາມສອດຄ່ອງທີ່ດີພາຍໃນ wafer ແລະລະຫວ່າງ furnaces, ແລະອື່ນໆ, ມັນມີສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດສູງສຸດໃນປະເທດຈີນ.

ອີງຕາມບົດລາຍງານຢ່າງເປັນທາງການຂອງ LPE, ສົມທົບກັບການນໍາໃຊ້ຂອງຜູ້ໃຊ້ທີ່ສໍາຄັນ, ຜະລິດຕະພັນ 100-150mm (4-6 ນິ້ວ) 4H-SiC epitaxial wafer ທີ່ມີຄວາມຫນາຫນ້ອຍກວ່າ30μmທີ່ຜະລິດໂດຍເຕົາເຜົາ Pe1O6 epitaxial ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງສາມາດບັນລຸຕົວຊີ້ວັດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: intra-wafer epitaxial thickness non-uniformity ≤2%, intra-wafer doping concentration non-uniformity ≤5%, surface defect density ≤1cm-2, surface defect-free area (2mm×2mm unit cell) ≥90%.

ບໍລິສັດພາຍໃນປະເທດເຊັ່ນ JSG, CETC 48, NAURA, ແລະ NASO ໄດ້ພັດທະນາອຸປະກອນ epitaxial silicon carbide monolithic ທີ່ມີຫນ້າທີ່ຄ້າຍຄືກັນແລະໄດ້ບັນລຸການຂົນສົ່ງຂະຫນາດໃຫຍ່. ຕົວຢ່າງ, ໃນເດືອນກຸມພາ 2023, JSG ໄດ້ປ່ອຍອຸປະກອນ SiC epitaxial double-wafer 6 ນິ້ວ. ອຸປະກອນການນໍາໃຊ້ຊັ້ນເທິງແລະຕ່ໍາຂອງຊັ້ນເທິງແລະຕ່ໍາຂອງພາກສ່ວນ graphite ຂອງຫ້ອງຕິກິຣິຍາການຂະຫຍາຍຕົວສອງ wafers epitaxial ໃນ furnace ດຽວ, ແລະທາດອາຍຜິດຂະບວນການເທິງແລະຕ່ໍາສາມາດຄວບຄຸມແຍກຕ່າງຫາກ, ມີຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມ≤. 5°C, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເຖິງຄວາມເສຍປຽບຂອງຄວາມອາດສາມາດການຜະລິດບໍ່ພຽງພໍຂອງ furnaces epitaxial ລວງນອນ monolithic. ສ່ວນ spare ທີ່ສໍາຄັນແມ່ນ.SiC Coating Halfmoon Parts.ພວກເຮົາກໍາລັງສະຫນອງຊິ້ນສ່ວນ halfmoon 6 ນິ້ວແລະ 8 ນິ້ວໃຫ້ກັບຜູ້ໃຊ້.

ລະບົບ CVD Planetary ກໍາແພງອົບອຸ່ນ, ມີການຈັດວາງດາວເຄາະຂອງຖານ, ມີລັກສະນະການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ wafers ຫຼາຍຢູ່ໃນ furnace ດຽວແລະປະສິດທິພາບຜົນຜະລິດສູງ. ຮູບແບບຕົວແທນແມ່ນ AIXG5WWC (8X150mm) ແລະ G10-SiC (9×150mm ຫຼື 6×200mm) ຊຸດອຸປະກອນ epitaxial ຂອງ Aixtron ຂອງເຢຍລະມັນ.

ອີງຕາມບົດລາຍງານຢ່າງເປັນທາງການຂອງ Aixtron, ຜະລິດຕະພັນ wafer epitaxial 6 ນິ້ວ 4H-SiC ທີ່ມີຄວາມຫນາຂອງ10μmທີ່ຜະລິດໂດຍເຕົາເຜົາ G10 epitaxial ສາມາດບັນລຸຕົວຊີ້ວັດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: inter-wafer epitaxial thickness deviation ຂອງ ±2.5%, ຄວາມຫນາ intra-wafer epitaxial. ຄວາມບໍ່ເປັນເອກະພາບຂອງ 2%, ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ doping inter-wafer deviation ຂອງ ±5%, ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ doping intra-wafer ບໍ່ເປັນເອກະພາບ <2%.

ມາຮອດປັດຈຸບັນ, ຮູບແບບນີ້ບໍ່ຄ່ອຍໄດ້ໃຊ້ໂດຍຜູ້ໃຊ້ພາຍໃນປະເທດ, ແລະຂໍ້ມູນການຜະລິດ batch ແມ່ນບໍ່ພຽງພໍ, ເຊິ່ງໃນຂອບເຂດສະເພາະໃດຫນຶ່ງຈໍາກັດຄໍາຮ້ອງສະຫມັກດ້ານວິສະວະກໍາຂອງມັນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ເນື່ອງຈາກອຸປະສັກດ້ານວິຊາການສູງຂອງ furnaces epitaxial ຫຼາຍ wafer ໃນຂໍ້ກໍານົດຂອງພາກສະຫນາມອຸນຫະພູມແລະການຄວບຄຸມພາກສະຫນາມການໄຫຼ, ການພັດທະນາອຸປະກອນພາຍໃນທີ່ຄ້າຍຄືກັນຍັງຢູ່ໃນຂັ້ນຕອນການຄົ້ນຄວ້າແລະການພັດທະນາ, ແລະບໍ່ມີຮູບແບບທາງເລືອກ. , ພວກເຮົາສາມາດສະຫນອງ Aixtron Planetary susceptor ເຊັ່ນ 6 ນິ້ວແລະ 8 ນິ້ວທີ່ມີການເຄືອບ TaC ຫຼືການເຄືອບ SiC.

ລະບົບ CVD ແນວຕັ້ງ quasi-hot-wall ສ່ວນໃຫຍ່ rotates ໃນຄວາມໄວສູງໂດຍຜ່ານການຊ່ວຍເຫຼືອກົນຈັກພາຍນອກ. ຄຸນລັກສະນະຂອງມັນແມ່ນວ່າຄວາມຫນາຂອງຊັ້ນ viscous ແມ່ນຫຼຸດລົງຢ່າງມີປະສິດທິພາບໂດຍຄວາມກົດດັນຂອງຫ້ອງຕິກິຣິຍາຕ່ໍາ, ດັ່ງນັ້ນການເພີ່ມອັດຕາການເຕີບໂຕຂອງ epitaxial. ໃນຂະນະດຽວກັນ, ຫ້ອງຕິກິຣິຍາຂອງມັນບໍ່ມີຝາເທິງທີ່ອະນຸພາກ SiC ສາມາດຖືກຝາກໄວ້, ແລະມັນບໍ່ງ່າຍທີ່ຈະຜະລິດວັດຖຸທີ່ຕົກລົງ. ມັນມີປະໂຫຍດປະກົດຂຶ້ນໃນການຄວບຄຸມຂໍ້ບົກພ່ອງ. ຮູບແບບຕົວແທນແມ່ນເຕົາອົບ epitaxial wafer ດຽວ EPIREVOS6 ແລະ EPIREVOS8 ຂອງ Nuflare ຂອງຍີ່ປຸ່ນ.

ອີງຕາມການ Nuflare, ອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວຂອງອຸປະກອນ EPIREVOS6 ສາມາດບັນລຸຫຼາຍກ່ວາ 50μm / h, ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຜິດປົກກະຕິຂອງຫນ້າດິນຂອງ wafer epitaxial ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ຕ່ໍາກວ່າ 0.1cm-²; ໃນແງ່ຂອງການຄວບຄຸມຄວາມເປັນເອກະພາບ, ວິສະວະກອນ Nuflare Yoshiaki Daigo ລາຍງານຜົນໄດ້ຮັບຄວາມເປັນເອກະພາບພາຍໃນຂອງ wafer epitaxial 10μm ຫນາ 6 ນິ້ວທີ່ປູກໂດຍໃຊ້ EPIREVOS6, ແລະຄວາມຫນາ intra-wafer ແລະຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ doping ທີ່ບໍ່ເປັນເອກະພາບບັນລຸ 1% ແລະ 2.6% ຕາມລໍາດັບ. ພວກ​ເຮົາ​ກໍາ​ລັງ​ສະ​ຫນອງ SiC ເຄືອບ​ສ່ວນ graphite ຄວາມ​ບໍ​ລິ​ສຸດ​ສູງ​ເຊັ່ນ​:​ກະບອກ Graphite ເທິງ.

ໃນປັດຈຸບັນ, ຜູ້ຜະລິດອຸປະກອນພາຍໃນປະເທດເຊັ່ນ Core Third Generation ແລະ JSG ໄດ້ອອກແບບແລະເປີດຕົວອຸປະກອນ epitaxial ທີ່ມີຫນ້າທີ່ຄ້າຍຄືກັນ, ແຕ່ພວກເຂົາບໍ່ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນຂະຫນາດໃຫຍ່.

ໂດຍທົ່ວໄປ, ສາມປະເພດຂອງອຸປະກອນມີລັກສະນະຂອງຕົນເອງແລະຄອບຄອງສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດສະເພາະໃດຫນຶ່ງໃນຄວາມຕ້ອງການຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ:

ໂຄງສ້າງ CVD ຕາມແນວນອນຂອງຝາຮ້ອນມີອັດຕາການເຕີບໂຕໄວທີ່ສຸດ, ຄຸນນະພາບແລະຄວາມເປັນເອກະພາບ, ການດໍາເນີນງານອຸປະກອນແລະການບໍາລຸງຮັກສາທີ່ງ່າຍດາຍ, ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການຜະລິດຂະຫນາດໃຫຍ່ທີ່ແກ່. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເນື່ອງຈາກປະເພດ wafer ດຽວແລະການບໍາລຸງຮັກສາເລື້ອຍໆ, ປະສິດທິພາບການຜະລິດແມ່ນຕໍ່າ; ກໍາແພງຫີນທີ່ອົບອຸ່ນ CVD ໂດຍທົ່ວໄປຈະຮັບຮອງເອົາໂຄງສ້າງຖາດ 6 (ສິ້ນ) × 100 ມມ (4 ນິ້ວ) ຫຼື 8 (ຊິ້ນ) × 150 ມມ (6 ນິ້ວ) ເຊິ່ງຊ່ວຍປັບປຸງປະສິດທິພາບການຜະລິດຂອງອຸປະກອນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນດ້ານຄວາມສາມາດໃນການຜະລິດ, ແຕ່. ມັນຍາກທີ່ຈະຄວບຄຸມຄວາມສອດຄ່ອງຂອງຫຼາຍຊິ້ນ, ແລະຜົນຜະລິດການຜະລິດຍັງເປັນບັນຫາໃຫຍ່ທີ່ສຸດ; the quasi-hot wall vertical CVD ມີໂຄງສ້າງທີ່ຊັບຊ້ອນ, ແລະການຄວບຄຸມຄຸນນະພາບຂອງການຜະລິດ wafer epitaxial ແມ່ນດີເລີດ, ເຊິ່ງຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການບໍາລຸງຮັກສາອຸປະກອນທີ່ອຸດົມສົມບູນແລະປະສົບການການນໍາໃຊ້.

ດ້ວຍການພັດທະນາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງອຸດສາຫະກໍາ, ອຸປະກອນສາມປະເພດນີ້ຈະຖືກປັບປຸງແລະປັບປຸງໃຫມ່ໃນດ້ານໂຄງສ້າງ, ແລະການຕັ້ງຄ່າອຸປະກອນຈະກາຍເປັນທີ່ສົມບູນແບບຫຼາຍຂຶ້ນ, ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນການຈັບຄູ່ສະເພາະຂອງ wafers epitaxial ທີ່ມີຄວາມຫນາແຕກຕ່າງກັນແລະ. ຂໍ້​ກໍາ​ນົດ​ຂໍ້​ຜິດ​ພາດ​.