Διαφορετικές τεχνικές οδούς του κλιβάνου επιταξιακής ανάπτυξης

Τα υποστρώματα καρβιδίου πυριτίου έχουν πολλά ελαττώματα και δεν μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία άμεσα. Μια συγκεκριμένη μεμονωμένη λεπτή μεμβράνη πρέπει να καλλιεργηθεί πάνω τους μέσω μιας επιταξιακής διαδικασίας για να φτιάξουν πλακίδια τσιπ. Αυτή η λεπτή μεμβράνη είναι το επιταξιακό στρώμα. Σχεδόν όλες οι συσκευές καρβιδίου πυριτίου πραγματοποιούνται σε επιταξιακά υλικά. Τα ομοιογενή επιταξιακά υλικά υψηλής ποιότητας πυριτίου αποτελούν τη βάση για την ανάπτυξη συσκευών καρβιδίου πυριτίου. Η απόδοση των επιταξιακών υλικών καθορίζει άμεσα την υλοποίηση της απόδοσης των συσκευών καρβιδίου πυριτίου.

Οι συσκευές καρβιδίου πυριτίου υψηλού ρεύματος και υψηλής αξιοπιστίας έχουν παρουσιάσει αυστηρότερες απαιτήσεις στην επιφανειακή μορφολογία, την πυκνότητα ελαττωμάτων, το ντόπινγκ και το πάχος της ομοιομορφίας των επιταξιακών υλικών. Πυκνότητα μεγάλου μεγέθους, χαμηλής κατηγορίας και υψηλής ομοιομορφίαςεπιταξία καρβιδίου πυριτίουέχει γίνει το κλειδί για την ανάπτυξη της βιομηχανίας καρβιδίου πυριτίου.

Την προετοιμασία υψηλής ποιότηταςεπιταξία καρβιδίου πυριτίουΑπαιτεί προηγμένες διαδικασίες και εξοπλισμό. Η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος επιταξιακής ανάπτυξης καρβιδίου πυριτίου είναι η εναπόθεση χημικών ατμών (CVD), η οποία έχει τα πλεονεκτήματα του ακριβούς ελέγχου του πάχους επιταξιακής μεμβράνης και της συγκέντρωσης ντόπινγκ, λιγότερα ελαττώματα, μέτριου ρυθμού ανάπτυξης και αυτόματου ελέγχου της διαδικασίας. Πρόκειται για μια αξιόπιστη τεχνολογία που έχει εμπορευματοποιηθεί με επιτυχία.

Η επιταξία CVD Carbide του πυριτίου χρησιμοποιεί γενικά ζεστό τοίχο ή ζεστό εξοπλισμό CVD CVD, ο οποίος εξασφαλίζει τη συνέχιση του επιταξιακού στρώματος 4H Crystal SIC υπό υψηλότερες συνθήκες θερμοκρασίας ανάπτυξης (1500-1700 ℃). Μετά από χρόνια ανάπτυξης, το ζεστό τοίχωμα ή το ζεστό τοίχο CVD μπορούν να χωριστούν σε οριζόντιους αντιδραστήρες οριζόντιας δομής και αντιδραστήρες κατακόρυφης κατακόρυφης δομής ανάλογα με τη σχέση μεταξύ της κατεύθυνσης της ροής αερίου εισόδου και της επιφάνειας του υποστρώματος.

Η ποιότητα του επιταξιακού κλιβάνου καρβιδίου πυριτίου έχει κυρίως τρεις δείκτες. Η πρώτη είναι η επιταξιακή απόδοση ανάπτυξης, συμπεριλαμβανομένης της ομοιομορφίας πάχους, της ομοιομορφίας του ντόπινγκ, του ρυθμού ελαττωμάτων και του ρυθμού ανάπτυξης. Η δεύτερη είναι η απόδοση της θερμοκρασίας του ίδιου του εξοπλισμού, συμπεριλαμβανομένης της ρυθμού θέρμανσης/ψύξης, μέγιστης θερμοκρασίας, ομοιομορφίας θερμοκρασίας. και τέλος η απόδοση του κόστους του ίδιου του εξοπλισμού, συμπεριλαμβανομένης της τιμής μονάδας και της παραγωγικής ικανότητας.

Διαφορές μεταξύ τριών τύπων φούρνων επιταξιακής ανάπτυξης πυριτίου καρβιδίου

Το Hot Wall Horizontal CVD, το ζεστό πλανητικό CVD του τοίχου και η οιονεί καυτή κάθετη CVD τοίχο είναι οι βασικές λύσεις τεχνολογίας επιταξιακής εξοπλισμού που εφαρμόζονται στο εμπόριο σε αυτό το στάδιο. Οι τρεις τεχνικοί εξοπλισμοί έχουν επίσης τα δικά τους χαρακτηριστικά και μπορούν να επιλεγούν ανάλογα με τις ανάγκες. Το διάγραμμα δομής φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:

Το οριζόντιο σύστημα CVD του καυτού τοίχου είναι γενικά ένα σύστημα ανάπτυξης μεγάλου μεγέθους ενός μεγάλου μεγέθους που οδηγείται από την επίπλευση και την περιστροφή του αέρα. Είναι εύκολο να επιτευχθούν καλοί δείκτες. Το αντιπροσωπευτικό μοντέλο είναι PE1O6 της LPE Company στην Ιταλία. Αυτό το μηχάνημα μπορεί να συνειδητοποιήσει αυτόματη φόρτωση και εκφόρτωση των πλακιδίων στα 900 ℃. Τα κύρια χαρακτηριστικά είναι ο υψηλός ρυθμός ανάπτυξης, ο σύντομος επιταξιακός κύκλος, η καλή συνέπεια στο δίσκο και μεταξύ των φούρνων κλπ. Έχει το υψηλότερο μερίδιο αγοράς στην Κίνα.

Σύμφωνα με τις επίσημες εκθέσεις LPE, σε συνδυασμό με τη χρήση των μεγάλων χρηστών, οι επιταξιακοί δισκίο των 100-150mm (4-6 ίντσες) με ένα πάχος που παράγονται από το PE1O6 επιταξιακό φούρνο μπορεί να επιτύχει σταθερά τους ακόλουθους δείκτες: ενδοεπεροπάθεια επιταξονικής πάχους μη ανομοιογενούς ≤ 2%, Πυκνότητα ≤1cm-2, περιοχή χωρίς ελάττωμα επιφάνειας (κυψέλη μονάδας 2 mm × 2mm) ≥90%.

Οι εγχώριες εταιρείες όπως η JSG, η CETC 48, η Naura και η NASO έχουν αναπτύξει επιταξιακό εξοπλισμό καρβιδίου μονολιθικού πυριτίου με παρόμοιες λειτουργίες και έχουν επιτύχει αποστολές μεγάλης κλίμακας. Για παράδειγμα, τον Φεβρουάριο του 2023, η JSG κυκλοφόρησε έναν επιταξιακό εξοπλισμό SIC 6 ιντσών. Ο εξοπλισμός χρησιμοποιεί τα άνω και κάτω στρώματα των ανώτερων και κάτω στρωμάτων των τμημάτων γραφίτη του θαλάμου αντίδρασης για να αναπτυχθούν δύο επιταξιακές γκοφρέτες σε ένα μοναδικό φούρνο και τα ανώτερα και κατώτερα αέρια της διαδικασίας μπορούν να ρυθμιστούν ξεχωριστά, με διαφορά θερμοκρασίας ≤5 ° C, το οποίο αποτελεσματικά αποτελεί το μειονεκτήματος ανεπαρκούς παραγωγικής ικανότητας παραγωγικής ικανότητας μονολιθικής οριζόντιας εποπτείας.SIC Coating Halfmoon Parts. Εμείς προμηθεύουμε εξαρτήματα 6 ιντσών και 8 ιντσών στους χρήστες.

Το πλανητικό σύστημα CVD του θερμού τοίχου, με πλανητική διάταξη της βάσης, χαρακτηρίζεται από την ανάπτυξη πολλαπλών πλακών σε έναν ενιαίο φούρνο και την υψηλή απόδοση εξόδου. Τα αντιπροσωπευτικά μοντέλα είναι τα επιταξιακά εξοπλισμό Aixtron της Γερμανίας Aixg5WWC (8x150mm) και G10-SIC (9 × 150mm ή 6 × 200mm).

Σύμφωνα με την επίσημη έκθεση του Aixtron, τα προϊόντα επιταξιακής πεταλούδας των 6 ιντσών με πάχος 10 μm που παράγονται από το επιταξιακό φούρνο G10, μπορεί να επιτύχει σταθερά την ακόλουθα δείκτες: inter-wafertaxial definies ± 2,5%, ενδοεπιχειρησιακό πάχος που δεν ανήκει στην ενδο-ενιαία, ενδο-ενιαία. συγκέντρωση μη ομοιομορφία <2%.

Μέχρι τώρα, αυτός ο τύπος μοντέλου σπάνια χρησιμοποιείται από οικιακούς χρήστες και τα δεδομένα παραγωγής παρτίδας είναι ανεπαρκή, τα οποία σε κάποιο βαθμό περιορίζουν την εφαρμογή της μηχανικής. Επιπλέον, λόγω των υψηλών τεχνικών εμποδίων των επιθετικών κλιβάνων πολλαπλών διαδρομών όσον αφορά τον πεδίο θερμοκρασίας και τον έλεγχο πεδίου ροής, η ανάπτυξη παρόμοιου εγχώριου εξοπλισμού εξακολουθεί να βρίσκεται στο στάδιο της έρευνας και της ανάπτυξης και δεν υπάρχει εναλλακτικό μοντέλο. Κατά τη φορά, μπορούμε να παρέχουμε πλανητικό Susceptor Aixtron όπως 6 ίντσες με επίστρωση Tac ή SIC.

Το κατακόρυφο σύστημα CVD οιονεί-ζεστού τοίχου περιστρέφεται κυρίως με υψηλή ταχύτητα μέσω εξωτερικής μηχανικής βοήθειας. Το χαρακτηριστικό του είναι ότι το πάχος του ιξώδους στρώματος μειώνεται αποτελεσματικά από χαμηλότερη πίεση του θαλάμου αντίδρασης, αυξάνοντας έτσι τον επιταξιακό ρυθμό ανάπτυξης. Ταυτόχρονα, ο θάλαμος αντίδρασης του δεν διαθέτει ανώτερο τοίχωμα στο οποίο μπορούν να εναποχθούν τα σωματίδια SIC και δεν είναι εύκολο να παραχθούν αντικείμενα πτώσης. Έχει εγγενές πλεονέκτημα στον έλεγχο των ελαττωμάτων. Τα αντιπροσωπευτικά μοντέλα είναι οι μονοκατοικίες επιταξιακοί φούρνοι Epirevos6 και Epirevos8 του Nuflare της Ιαπωνίας.

Σύμφωνα με το Nuflare, ο ρυθμός ανάπτυξης της συσκευής Epirevos6 μπορεί να φτάσει πάνω από 50 μm/h και η πυκνότητα επιφανειακού ελαττώματος του επιταξιακού δίσκου μπορεί να ελεγχθεί κάτω από 0,1cm -². Όσον αφορά τον έλεγχο της ομοιομορφίας, ο μηχανικός Nuflare Yoshiaki Daigo ανέφερε ότι τα αποτελέσματα ομοιομορφίας ενδοεπιχειρησιακής ομοιομορφίας ενός επιταξιακού δισκίου πάχους 10 μm, παρέχοντας το SIC που έχει αναπτυχθεί με υψηλή καθαρότητα, όπως το Epirevos6 και το πάχος της ενδοεπιχειρησιακής και της συγκέντρωσης και της συγκέντρωσης doping,Κύλινδρος ανώτερου γραφίτη.

Επί του παρόντος, οι κατασκευαστές εγχώριου εξοπλισμού, όπως η βασική τρίτη γενιά και η JSG, έχουν σχεδιάσει και ξεκίνησε επιταξιακό εξοπλισμό με παρόμοιες λειτουργίες, αλλά δεν έχουν χρησιμοποιηθεί σε μεγάλη κλίμακα.

Γενικά, οι τρεις τύποι εξοπλισμού έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά και καταλαμβάνουν ένα συγκεκριμένο μερίδιο αγοράς σε διαφορετικές ανάγκες εφαρμογής:

Η οριζόντια δομή CVD του καυτού τοίχου διαθέτει εξαιρετικά γρήγορο ρυθμό ανάπτυξης, ποιότητα και ομοιομορφία, λειτουργία απλού εξοπλισμού και συντήρηση και ώριμες εφαρμογές παραγωγής μεγάλης κλίμακας. Ωστόσο, λόγω του τύπου μονής πίεσης και της συχνής συντήρησης, η αποτελεσματικότητα της παραγωγής είναι χαμηλή. Το πλανητικό CVD του θερμού τοίχου γενικά υιοθετεί ένα 6 (τεμάχιο) × 100 mm (4 ίντσες) ή 8 (κομμάτι) × 150 mm (6 ίντσες) δίσκο δίσκων, η οποία βελτιώνει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της παραγωγής του εξοπλισμού όσον αφορά την παραγωγική ικανότητα, αλλά είναι δύσκολο να ελεγχθεί η συνέπεια των πολλαπλών τεμαχίων και η απόδοση παραγωγής εξακολουθεί να είναι το μεγαλύτερο πρόβλημα. Το οιονεί καυτή τοίχο κατακόρυφο CVD έχει μια πολύπλοκη δομή και ο έλεγχος ελαττωμάτων ποιότητας της παραγωγής επιταξιακής δίσκου είναι εξαιρετική, η οποία απαιτεί εξαιρετικά πλούσια εμπειρία συντήρησης και χρήσης εξοπλισμού.

Με τη συνεχή ανάπτυξη της βιομηχανίας, αυτοί οι τρεις τύποι εξοπλισμού θα είναι επαναληπτικά βελτιστοποιημένοι και αναβαθμισμένοι από την άποψη της δομής και η διαμόρφωση του εξοπλισμού θα γίνει όλο και πιο τέλεια, διαδραματίζοντας σημαντικό ρόλο στην αντιστοίχιση των προδιαγραφών των επιταξιακών γκοφρέων με διαφορετικά πάχη και απαιτήσεις ελαττωμάτων.