Na-optimize at Naisaling Nilalaman sa Silicon Carbide Epitaxial Growth Equipment

Ang mga substrate ng Silicon carbide (SiC) ay may maraming mga depekto na pumipigil sa direktang pagproseso. Upang lumikha ng mga chip wafer, isang partikular na single-crystal film ay dapat na lumaki sa SiC substrate sa pamamagitan ng isang epitaxial na proseso. Ang pelikulang ito ay kilala bilang ang epitaxial layer. Halos lahat ng SiC device ay naisasakatuparan sa mga epitaxial na materyales, at ang mataas na kalidad na homoepitaxial SiC na materyales ay bumubuo ng pundasyon para sa pagbuo ng SiC device. Direktang tinutukoy ng pagganap ng mga materyales na epitaxial ang pagganap ng mga aparatong SiC.

Ang mga high-current at high-reliability na SiC device ay nagpapataw ng mahigpit na mga kinakailangan sa morpolohiya sa ibabaw, density ng depekto, pagkakapareho ng doping, at pagkakapareho ng kapal ngepitaxialmateryales. Ang pagkamit ng malaki, mababang depekto na density, at mataas na pagkakapareho ng SiC epitaxy ay naging kritikal para sa pagpapaunlad ng industriya ng SiC.

Ang paggawa ng mataas na kalidad na SiC epitaxy ay umaasa sa mga advanced na proseso at kagamitan. Sa kasalukuyan, ang pinaka-tinatanggap na ginagamit na paraan para sa SiC epitaxial growth ayChemical Vapor Deposition (CVD).Nag-aalok ang CVD ng tumpak na kontrol sa kapal ng epitaxial film at konsentrasyon ng doping, mababang density ng depekto, katamtamang rate ng paglago, at awtomatikong kontrol sa proseso, na ginagawa itong isang maaasahang teknolohiya para sa matagumpay na mga komersyal na aplikasyon.

SiC CVD epitaxykaraniwang gumagamit ng hot-wall o warm-wall CVD equipment. Tinitiyak ng mataas na temperatura ng paglago (1500–1700°C) ang pagpapatuloy ng 4H-SiC na mala-kristal na anyo. Batay sa ugnayan sa pagitan ng direksyon ng daloy ng gas at sa ibabaw ng substrate, ang mga silid ng reaksyon ng mga sistemang ito ng CVD ay maaaring mauri sa pahalang at patayong mga istruktura.

Ang kalidad ng SiC epitaxial furnace ay pangunahing hinuhusgahan sa tatlong aspeto: pagganap ng paglago ng epitaxial (kabilang ang pagkakapareho ng kapal, pagkakapareho ng doping, rate ng depekto, at rate ng paglago), pagganap ng temperatura ng kagamitan (kabilang ang mga rate ng pag-init/paglamig, pinakamataas na temperatura, at pagkakapareho ng temperatura ), at pagiging epektibo sa gastos (kabilang ang presyo ng yunit at kapasidad ng produksyon).

Mga Pagkakaiba sa Pagitan ng Tatlong Uri ng SiC Epitaxial Growth Furnace

1. Hot-wall Pahalang na CVD Systems:

-Mga tampok:Karaniwang nagtatampok ng single-wafer large-size growth system na hinimok ng pag-ikot ng gas floatation, na nakakakuha ng mahuhusay na intra-wafer metrics.

-Modelo ng Kinatawan:Ang Pe1O6 ng LPE, na may kakayahang awtomatikong mag-load/mag-unload ng wafer sa 900°C. Kilala sa mataas na rate ng paglago, maikling epitaxial cycle, at pare-parehong intra-wafer at inter-run na performance.

-Pagganap:Para sa 4-6 pulgadang 4H-SiC epitaxial wafer na may kapal na ≤30μm, nakakamit nito ang kapal ng intra-wafer na hindi pagkakapareho ≤2%, hindi pagkakapareho ng doping concentration ≤5%, density ng surface defect ≤1 cm-², at walang depekto ibabaw na lugar (2mm×2mm cells) ≥90%.

-Mga Domestic Manufacturer: Ang mga kumpanya tulad ng Jingsheng Mechatronics, CETC 48, North Huachuang, at Nasset Intelligent ay nakabuo ng katulad na single-wafer SiC epitaxial equipment na may pinalaki na produksyon.

2. Warm-wall Planetary CVD Systems:

-Mga tampok:Gumamit ng mga planetary arrangement base para sa multi-wafer growth sa bawat batch, na makabuluhang nagpapahusay sa output efficiency.

-Mga Modelong Kinatawan:Ang serye ng AIXG5WWC (8x150mm) at G10-SiC (9x150mm o 6x200mm) ng Aixtron.

-Pagganap:Para sa 6-inch 4H-SiC epitaxial wafers na may kapal na ≤10μm, nakakamit nito ang inter-wafer thickness deviation ±2.5%, intra-wafer thickness non-uniformity 2%, inter-wafer doping concentration deviation ±5%, at intra-wafer doping hindi pagkakapareho ng konsentrasyon <2%.

-Mga hamon:Limitado ang pag-aampon sa mga domestic market dahil sa kakulangan ng batch production data, teknikal na mga hadlang sa temperatura at flow field control, at patuloy na R&D nang walang malawakang pagpapatupad.

3. Quasi-hot-wall Vertical CVD Systems:

- Mga tampok:Gumamit ng panlabas na tulong sa makina para sa mataas na bilis ng pag-ikot ng substrate, pagbabawas ng kapal ng boundary layer at pagpapabuti ng epitaxial growth rate, na may likas na mga pakinabang sa kontrol ng depekto.

- Mga Modelong Kinatawan:Ang single-wafer ng Nuflare na EPIREVOS6 at EPIREVOS8.

-Pagganap:Nakakamit ang mga rate ng paglago na higit sa 50μm/h, ang surface defect density control ay mas mababa sa 0.1 cm-², at ang intra-wafer na kapal at doping concentration na hindi pagkakapareho ng 1% at 2.6%, ayon sa pagkakabanggit.

-Domestic Development:Ang mga kumpanya tulad ng Xingsandai at Jingsheng Mechatronics ay nagdisenyo ng katulad na kagamitan ngunit hindi nakamit ang malakihang paggamit.

Buod

Ang bawat isa sa tatlong uri ng istruktura ng SiC epitaxial growth equipment ay may natatanging katangian at sumasakop sa mga partikular na segment ng merkado batay sa mga kinakailangan sa aplikasyon. Ang hot-wall horizontal CVD ay nag-aalok ng napakabilis na mga rate ng paglago at balanseng kalidad at pagkakapareho ngunit may mas mababang kahusayan sa produksyon dahil sa single-wafer processing. Ang warm-wall na planetary CVD ay makabuluhang pinahuhusay ang kahusayan sa produksyon ngunit nahaharap sa mga hamon sa multi-wafer consistency control. Ang quasi-hot-wall vertical CVD ay mahusay sa kontrol ng depekto na may kumplikadong istraktura at nangangailangan ng malawak na karanasan sa pagpapanatili at pagpapatakbo.

Habang umuunlad ang industriya, ang umuulit na pag-optimize at pag-upgrade sa mga istruktura ng kagamitan na ito ay hahantong sa lalong pinong mga pagsasaayos, na gumaganap ng mahahalagang tungkulin sa pagtugon sa magkakaibang mga detalye ng epitaxial wafer para sa mga kinakailangan sa kapal at depekto.

Mga Bentahe at Disadvantage ng Iba't ibang SiC Epitaxial Growth Furnace

Sa patuloy na pag-unlad ng industriya, ang tatlong uri ng kagamitan na ito ay sasailalim sa iterative structural optimization at upgrades, na humahantong sa lalong pinong mga configuration na tumutugma sa iba't ibang epitaxial wafer specification para sa mga kinakailangan sa kapal at depekto.