चरण-नियन्त्रित epitaxial वृद्धि के हो?

साइज पावर उपकरणहरूको तयारीका लागि मुख्य प्रविधिहरू मध्ये एकको रूपमा SIC एपिक्टेक्युएक्टियल बृद्धि टेक्नोलोजीले उब्जनीको गुणस्तरलाई सीडी उपकरणको प्रदर्शनलाई सीधा असर पार्नेछ। वर्तमानमा, सब भन्दा मुख्यधारा अनुकूल एपिट्याजिकल विकास टेक्नोलोजी रासायनिक बाफ जम्मा (CVD) हो।

SiC को धेरै स्थिर क्रिस्टल पोलिटाइपहरू छन्। तसर्थ, प्राप्त एपिटेक्सियल वृद्धि तह सक्षम गर्न को लागी विशिष्ट क्रिस्टल पोलिटाइप इनहेरिट गर्न को लागी।SIC सुव्यव, औचित्यको लागि एपिटाइक्रिप्टल वृद्धि तहसम्मको तीन-आयामी आणविक व्यवस्था जानकारी स्थानान्तरण गर्न आवश्यक छ, र यसको लागि केही विशेष विधिहरू चाहिन्छ। Hiroyuki महनवि and ्यु, प्राध्यापक प्रोफेसर एक प्रभारी एक sice ickicaplial विकास टेक्स्टेन्सी (CVD गठन गर्न को लागी एक सानो ग्रेट को क्रिस्टल विमानमा। यो प्राविधिक विधि पनि कदम-नियन्त्रित एपिट्याजिकल बृद्धि विधि पनि भनिन्छ।

चित्र 1 ले देखाउँदछ कि कसरी SIC एपिट्याजिकल बृद्धि गर्न कसरी Scraight-crimaxed एपिट्याजिकल बृद्धि विधि द्वारा प्रदर्शन गर्ने। सफा र अफ-कोणको सतहको सतह चरणहरू तहहरूको तहमा गठन गरिएको छ, र आणविक-स्तर चरण र टेबल संरचना प्राप्त भयो। जब कच्चा माल ग्यास परिचय दिइन्छ, कच्चा मालको आकारको सब्सट्रेटको सतहमा आपूर्ति गरिन्छ, र कच्चा माल टेबलमा सर्दै छ अनुक्रममा चरणहरू द्वारा कब्जा गरिएको छ। जब क्याप्चर कच्चा भौतिक रूपमा क्रिस्टल बहुविवाहको साथ अनुरूप एक व्यवस्था गर्दछSIC सुव्यवसम्बन्धित स्थितिमा, एपिटाइक्रिप्टेली लेयरले SIC को सब्सट्रेटको विशिष्ट क्रिस्टल बहुविवाहको उत्तराधिकारीहरूको उत्तराधिकारीहरूको निन्दा गर्दछ।

चित्र 1: अफ-एंगल (0001) को साथ SiC सब्सट्रेटको एपिटेक्सियल वृद्धि

अवश्य पनि, कदम-नियन्त्रित उपनिवेशको विकास टेक्नोलोजीको साथ त्यहाँ समस्याहरू हुन सक्छन्। जब बृद्धि अवस्थाले उचित सर्तहरू पूरा गर्दैन, कच्चा मालहरूले पाल्लै तालिकामा भन्दा तालिकामा क्रिस्टलहरू बनाउँदछन्, जसले बिभिन्न क्रिस्टल बहुविरोधी तह बढाउँदछ, बढ्न असफल हुन्छ। यदि हेफाइजेनली बहुभुज एपिटाइक्टियल तहमा देखा पर्दछ, अर्धवांडरकर्ता उपकरणलाई घातक दोषका साथ छोड्न सकिन्छ। तसर्थ, चरण-नियन्त्रित एपिट्याजिकल बृद्धि टेक्नोलोजीमा, डिस्मूस्तको डिग्री डिजाइन चौडाईलाई उचित आकारमा पुर्याउन डिजाइन गरिनु पर्छ। एकै साथ एसआई कच्चा माल ग्यास र कच्चा भौतिक ग्यासमा एसआई कच्चा माल र सी कच्चा माल र सी कफेसन र अन्य सर्तहरू पनि चरणहरूमा क्रिस्टलको संरक्षणको लागि सर्तहरू पूरा गर्नै पर्दछ। वर्तमानमा, मुख्य सतह4h-प्रकार sic सब्सट्रेटबजारमा 4° डिफ्लेक्शन एंगल (0001) सतह प्रस्तुत गर्दछ, जसले चरण-नियन्त्रित एपिटेक्सियल वृद्धि प्रविधिको आवश्यकताहरू र बाउलेबाट प्राप्त वेफरहरूको संख्या बढाउन दुवै आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छ।

SiC epitaxial वृद्धिको लागि रासायनिक वाष्प निक्षेप विधिमा उच्च-शुद्धता हाइड्रोजन एक वाहकको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, र Si कच्चा पदार्थहरू जस्तै SiH4 र C कच्चा पदार्थहरू जस्तै C3H8 SiC सब्सट्रेटको सतहमा इनपुट हुन्छन् जसको सब्सट्रेटको तापक्रम सधैं राखिन्छ। 1500-1600℃। 1500-1600 डिग्री सेल्सियसको तापक्रममा, यदि उपकरणको भित्री पर्खालको तापक्रम पर्याप्त उच्च छैन भने, कच्चा मालको आपूर्ति दक्षता सुधार हुनेछैन, त्यसैले यो तातो पर्खाल रिएक्टर प्रयोग गर्न आवश्यक छ। त्यहाँ धेरै प्रकारका SiC epitaxial वृद्धि उपकरणहरू छन्, जसमा ठाडो, तेर्सो, बहु-वेफर र एकल-वेर्मप्रकारहरू। फिगर 2, 3 र 4 ले तीन प्रकारका SiC epitaxial वृद्धि उपकरणको रिएक्टर भागको ग्यास प्रवाह र सब्सट्रेट कन्फिगरेसन देखाउँदछ।

चित्र 2 बहु-चिप रोटेशन र क्रान्ति

चित्र 3 बहु-चिप क्रान्ति

चित्र 4 एकल चिप

SIC एपिटाएक्सियल सब्सट्रेट्सको मास उत्पादन हासिल गर्न त्यहाँ धेरै मुख्य बुँदाहरू छन्: एपिटाइक्टियल तहको एकरूपले मोटाई, कम्पोनेन्ट, कुल प्रतिस्थापन, र मर्मतसम्भारको एकरूपता। ती मध्ये एक डोपिंग एकाग्रताको एकरूपताले उपकरणको भोल्टेज प्रतिरोध वितरणलाई प्रत्यक्ष असर गर्ने छ, त्यसैले वेबर सतहको एकरूपता, ब्याच र ब्याच धेरै उच्च छ। थप रूपमा, रिप्लेर र बृद्धि प्रक्रियाको बृद्धि प्रणालीमा संलग्न प्रतिक्रिया उत्पादनहरू धुलो स्रोत बन्ने र सुविधाजनक रूपमा यी धूलोहरू हटाइनेछ।

SiC epitaxial वृद्धि पछि, एक उच्च शुद्धता SiC एकल क्रिस्टल तह जुन पावर उपकरणहरू निर्माण गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। थप रूपमा, एपिटेक्सियल वृद्धिको माध्यमबाट, सब्सट्रेटमा अवस्थित बेसल प्लेन डिस्लोकेशन (BPD) लाई पनि सब्सट्रेट/ड्राफ्ट लेयर इन्टरफेसमा थ्रेडिङ एज डिस्लोकेशन (TED) मा रूपान्तरण गर्न सकिन्छ (चित्र 5 हेर्नुहोस्)। जब एक द्विध्रुवीय वर्तमान प्रवाह हुन्छ, BPD ले स्ट्याकिंग दोष विस्तारबाट गुजरनेछ, जसको परिणामस्वरूप यन्त्र विशेषताहरू जस्तै बढ्दो प्रतिरोधात्मक क्षमताको ह्रास हुन्छ। यद्यपि, BPD लाई TED मा रूपान्तरण गरिसकेपछि, उपकरणको विद्युतीय विशेषताहरू प्रभावित हुने छैनन्। एपिटेक्सियल वृद्धिले द्विध्रुवी वर्तमानको कारणले गर्दा उपकरणको गिरावटलाई उल्लेखनीय रूपमा कम गर्न सक्छ।

चित्र 5: SIC सब्सट्रेटको BPD अघि र एपिटाइक्रिप्टियल बृद्धि र रूपान्तरण पछि trest क्रस सेक्शन पछि

SiC को epitaxial वृद्धि मा, एक बफर तह अक्सर बहाव तह र सब्सट्रेट बीच सम्मिलित गरिन्छ। एन-टाइप डोपिङको उच्च एकाग्रता भएको बफर तहले अल्पसंख्यक क्यारियरहरूको पुन: संयोजनलाई बढावा दिन सक्छ। थप रूपमा, बफर तहमा बेसल प्लेन डिस्लोकेशन (BPD) रूपान्तरणको कार्य पनि छ, जसले लागतमा उल्लेखनीय प्रभाव पार्छ र यो एक धेरै महत्त्वपूर्ण उपकरण निर्माण प्रविधि हो।