Различные технические маршруты эпитаксиальной растущей печи SIC

Силиконовые карбид -субстраты имеют много дефектов и не могут обрабатываться напрямую. Определенная односталлическая тонкая пленка должна быть выращена на них с помощью эпитаксиального процесса для изготовления фишковых пластинок. Эта тонкая пленка является эпитаксиальным слоем. Почти все кремниевые карбидные устройства реализованы на эпитаксиальных материалах. Высококачественные кремниевые карбиды гомогенные эпитаксиальные материалы являются основой для разработки кремниевых карбидных устройств. Производительность эпитаксиальных материалов непосредственно определяет реализацию производительности кремниевых карбидных устройств.

Устройства карбида с высокой точкой и высокой надежностью выдвигают более строгие требования к морфологии поверхности, плотности дефектов, легирования и однородности толщины эпитаксиальных материалов. Большие, плотность низкого размера и высокая униформерностьКремниевый карбид Эпитаксиистал ключом к развитию кремниевой карбидной промышленности.

Подготовка высококачественногоКремниевый карбид ЭпитаксииТребуется передовые процессы и оборудование. Наиболее широко используемым методом эпитаксиального роста кремниевого карбида является химическое осаждение пара (CVD), которое имеет преимущества точного контроля толщины эпитаксиальной пленки и концентрации допинга, меньше дефектов, умеренной скорости роста и автоматического контроля процесса. Это надежная технология, которая была успешно коммерциализирована.

Кремниевая карбид карбида Эпитаксии обычно использует оборудование CVD с горячей стенкой или теплой стенкой, которое обеспечивает продолжение эпитаксиального уровня 4H кристаллического SIC в условиях более высокой температуры (1500-1700 ℃). После многих лет развития горячая стенка или сердечно -сосудистые CV -стенки могут быть разделены на реакторы горизонтальной горизонтальной структуры и вертикальные вертикальные реакторы в соответствии с отношением между направлением потока впускного газа и поверхности субстрата.

Качество эпитаксиальной печи кремния карбина в основном имеет три показателя. Первым является эпитаксиальная производительность роста, включая однородность толщины, легирующую однородность, скорость дефектов и скорость роста; Вторым является температурная производительность самого оборудования, включая скорость нагрева/охлаждения, максимальную температуру, однородность температуры; и, наконец, стоимость самого оборудования, включая цену за единицу и производственные мощности.

Различия между тремя типами печи с карбидами кремниевого карбина

Горизонтальные сердечно-сосудистые заболевания горячих стен, теплые стены планетарные сердечно-сосудистые CVD и вертикальные CVD с квази-стенами являются основными растворами эпитаксиального оборудования, которые были коммерчески применены на этом этапе. Три технического оборудования также имеют свои собственные характеристики и могут быть выбраны в соответствии с потребностями. Структурная диаграмма показана на рисунке ниже:

Горизонтальная система сердечно-сосудистых заболеваний горячей стенки, как правило, представляет собой систему крупного роста с одной страной, обусловленной флотацией воздуха и вращением. Легко достичь хороших индикаторов. Репрезентативной моделью является PE1O6 компании LPE в Италии. Эта машина может реализовать автоматическую загрузку и разгрузку пластин на 900 ℃. Основными функциями являются высокие темпы роста, короткий эпитаксиальный цикл, хорошая последовательность в пластине и между печи и т. Д.

According to LPE official reports, combined with the usage of major users, the 100-150mm (4-6 inches) 4H-SiC epitaxial wafer products with a thickness of less than 30μm produced by the Pe1O6 epitaxial furnace can stably achieve the following indicators: intra-wafer epitaxial thickness non-uniformity ≤2%, intra-wafer doping concentration non-uniformity ≤5%, surface defect density ≤1см-2, площадь без дефектов поверхности (единица 2 мм × 2 мм) ≥90%.

Домашние компании, такие как JSG, CETC 48, Naura и NASO, разработали монолитное эпитаксиальное оборудование из карбида кремния с аналогичными функциями и достигли крупномасштабных поставок. Например, в феврале 2023 года JSG выпустил 6-дюймовое двойное эпитаксиальное оборудование с двумя приемами. Оборудование использует верхние и нижние слои верхних и нижних слоев графитовых частей реакционной камеры, чтобы выращивать две эпитаксиальные пластины в одной печи, а верхние и нижние газы процесса могут быть отдельно регулируются, с разницей температуры ≤5 ° C, которые эффективно составляют недостатки недостаточной производственной способности монолитических горизонтальных эпикальных оборотов.SIC покрытие полумун. Мы поставляем пользователям 6 -дюймовые и 8 -дюймовые полумунские детали.

Система сердечно-сосудистой системы теплой стены с планетарным расположением основания характеризуется ростом нескольких пластин в одной печи и высокой эффективности выработки. Репрезентативными моделями являются серия серии AIXG5WWC (8x150 мм) и G10-SIC (9 × 150 мм или 6 × 200 мм) эпитаксиального оборудования Aixtron of Germany.

Согласно официальному отчету Aixtron, 6-дюймовые эпитаксиальные пластинки 4H-SIC с толщиной 10 мкМ, продуцируемой эпитаксиальной печью G10 Концентрация Неравномерность <2%.

До настоящего времени этот тип модели редко используется домашними пользователями, и данные о производстве пакетов недостаточны, что в определенной степени ограничивает его инженерное приложение. Кроме того, из-за высоких технических барьеров мультипоферентных эпитаксиальных печей с точки зрения поля температуры и управления полем потока, разработка аналогичного внутреннего оборудования все еще находится на этапе исследования и разработки, и нет альтернативной модели. В то же время мы можем обеспечить планету Aixtron Planetary Pesceptor, например, 6-дюймовый и 8-дюймовый с покрытием TAC или SIC.

Квази-горячая вертикальная система сердечно-сосудистых заболеваний в основном вращается на высокой скорости за счет внешней механической помощи. Его характеристика состоит в том, что толщина вязкого слоя эффективно снижается при более низком давлении реакционной камеры, тем самым увеличивая эпитаксиальную скорость роста. В то же время его реакционная камера не имеет верхней стенки, на которой могут быть осаждены частицы SIC, и нелегко произвести падающие объекты. Он имеет неотъемлемое преимущество в управлении дефектами. Репрезентативными моделями являются односторонние эпитаксиальные печи Epirevos6 и Epirevos8 из японского Nuflare.

Согласно NUFLARE, скорость роста устройства EPIREVOS6 может достигать более 50 мкм/ч, а плотность поверхностного дефекта эпитаксиальной пластины может контролироваться ниже 0,1 см-; С точки зрения контроля однородности, инженер Nuflare Yoshiaki Daigo сообщил о результатах внутренней однородности 6-мкм 6-дюймовой эпитаксиальной пластины, выращенной с использованием epirevos6, и интрасбота толщины и концентрации легирования неравномерности достигают 1% и 2,6% соответственно.Верхний графитный цилиндр.

В настоящее время производители бытового оборудования, такие как основное третье поколение и JSG, разработали и запустили эпитаксиальное оборудование с аналогичными функциями, но они не использовались в больших масштабах.

В целом, три типа оборудования имеют свои характеристики и занимают определенную долю рынка в различных потребностях применения:

Горизонтальная конструкция сердечно-сосудистых заболеваний горячей стенки оснащена сверхбыстыми темпами роста, качеством и однородности, простым работ и техническим обслуживанием оборудования, а также зрелыми крупномасштабными производственными приложениями. Тем не менее, из-за одного типа однопоферы и частого обслуживания, эффективность производства низкая; Серзийные сердечно -сосудистые заболевания теплой стены обычно принимают 6 (кусочек) × 100 мм (4 дюйма) или 8 (часть) × 150 мм (6 дюймов), что значительно повышает эффективность производства оборудования с точки зрения производственных мощностей, но трудно контролировать согласованность множественных частей, и доходная доходность по -прежнему является самой большой проблемой; Квази-горячее вертикальное сердечно-сосудистое сердечно-сосудистые заболевания имеет сложную структуру, и контроль качества дефекта эпитаксиальной производства пластин превосходен, что требует чрезвычайно богатого обслуживания оборудования и опыта использования.

Благодаря непрерывной разработке отрасли эти три типа оборудования будут итеративно оптимизированы и обновляются с точки зрения структуры, а конфигурация оборудования станет все более и более идеальной, играя важную роль в сопоставлении спецификаций эпитаксиальных пластин с различной толщиной и требованиями к дефектам.