Шта је епитаксијални раст са коњаном коњем?

Као једна од основних технологија за припрему СИЦ уређаја, квалитет епитакхе узгајане технологијом раста јец епитаксија, директно ће утицати на перформансе СИЦ уређаја. Тренутно је најважнија технологија раста епитакксија СИЦ-а хемијски таложење паре (ЦВД).

Постоји много стабилних кристалних политипова СИЦ-а. Стога, како би се добио добијени слој раста на епитакксија наследио специфични кристални политипСиц подлоге, потребно је пренети тродимензионалну информацију о атомском распореду супстрата у епитаксијални слој раста, а то захтева неке посебне методе. Хиројуки Мацунами, професор емеритус Универзитета Кјото, и други предложили су такву технологију епитаксијалног раста СиЦ, која врши хемијско таложење паре (ЦВД) на кристалној равни ниског индекса супстрата СиЦ у малом смеру ван угла под одговарајућим условима раста. Ова техничка метода се такође назива методом епитаксијалног раста контролисаног корака.

Слика 1 показује како извршити епитаксијални раст СиЦ методом епитаксијалног раста контролисаног корака. Површина чистог СиЦ супстрата који није под углом формира се у слојеве степеница и добија се степен и структура стола на молекуларном нивоу. Када се сирови материјал уведе гас, сировина се испоручује на површину СиЦ супстрата, а сировина која се креће по столу се хвата корацима у низу. Када ухваћена сировина формира аранжман у складу са кристалним политипомСиц подлогеНа одговарајућем положају, епитаксијални слој је успешно наследио специфичан кристални политип СИЦ подлоге.

Слика 1: Епитаксијални раст подлога СИЦ-а са ванбученим углом (0001)

Наравно, могу постојати проблеми са технологијом епитаксалне растове у корак. Када услови раста не испуњавају одговарајуће услове, сировине ће језгрети и генеришу кристале на табели, а не на кораке, што ће довести до раста различитих кристалних политипова, узрокујући да се створи идеалан епитаксијални слој да не порасте. Ако се у епитаксијалном слоју појаве хетерогени политипови, полуводички уређај може остати са фаталним оштећењима. Стога у технологији епитаксијалног раста разговора, степен отклона мора бити дизајниран тако да направи ширину корака да досегне разумну величину. Истовремено, концентрација сирових материјала и Ц сировина у сировинским материјалима, температура раста и остали услови такође морају испуњавати услове за приоритетно формирање кристала на корацима. Тренутно је површина главне4Х-тип СиЦ супстратНа тржишту представља површину угао односа од 4 ° (0001) који може да испуни и захтеве од корака контролисане технологије раста и повећања броја вафла добијених из буле.

Хидро-чистоћи водоник користи се као превозник у начину на хемијски начин уклањања паре за раст суштине СИЦ и сировинама као што су СиХ4 и Ц сировине као што су Ц3Х8 уносе на површину СИЦ подлоге чија се температура супстрата увек одржава 1500-1600 ℃. На температури од 1500-1600 ° Ц, ако температура унутрашњег зида опреме није довољно висока, понуда сировина неће бити побољшана, тако да је потребно користити врући зидни реактор. Постоји много врста опреме раста СИЦ епитаксија, укључујући вертикално, хоризонтално, вишеструкоће и једнократно-ваферВрсте. Слике 2, 3 и 4 приказују проток гаса и конфигурацију подлога реактора дио три врсте опреме за раст од епитакксија СИЦ.

Слика 2 Мулти-Цхип Ротација и револуција

Слика 3 Револуција са више чипова

Слика 4 појединачни чип

Постоји неколико кључних тачака које треба узети у обзир да би се постигла масовна производња СиЦ епитаксијалних супстрата: уједначеност дебљине епитаксијалног слоја, уједначеност концентрације допинга, прашина, принос, учесталост замене компоненти и погодност одржавања. Међу њима, уједначеност концентрације допинга ће директно утицати на расподелу отпора напона уређаја, тако да је униформност површине плочице, шарже и шарже веома висока. Поред тога, производи реакције који су причвршћени за компоненте у реактору и издувном систему током процеса раста постаће извор прашине, а начин на који се ове прашине практично уклањају је такође важан правац истраживања.

Након раста суштине СИЦ-а, добије се високи чистоћи сички клистални слој који се може користити за производњу уређаја за напајање. Поред тога, кроз епитаксијални раст, дислокација базалне равнине (БПД) која постоји у подлози такође се може претворити у дислокацију ивице навоја (ТЕД) на сучеље супстрата / Дрифт слоја (види слику 5). Када се протјера биполарне струје, БПД ће проћи слагање ширења грешке, што је резултирало деградацијом карактеристика уређаја као што је повећана на отпорност на отпорност. Међутим, након што се БПД претвори у Тед, електричне карактеристике уређаја неће бити погођени. Епитаксијални раст може значајно смањити деградацију уређаја изазвана биполарном струјом.

Слика 5: БПД СиЦ супстрата пре и после епитаксијалног раста и ТЕД пресек после конверзије

У епитаксијалном расту СиЦ, пуферски слој се често убацује између слоја дрифта и супстрата. Пуферски слој са високом концентрацијом допинга н-типа може промовисати рекомбинацију мањинских носача. Поред тога, баферски слој такође има функцију конверзије базалне равни дислокације (БПД), што има значајан утицај на цену и веома је важна технологија производње уређаја.