SiC ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ ఫర్నేస్ యొక్క వివిధ సాంకేతిక మార్గాలు

సిలికాన్ కార్బైడ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లు చాలా లోపాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు నేరుగా ప్రాసెస్ చేయబడవు. చిప్ పొరలను తయారు చేయడానికి ఎపిటాక్సియల్ ప్రక్రియ ద్వారా వాటిపై నిర్దిష్ట సింగిల్ క్రిస్టల్ థిన్ ఫిల్మ్‌ను పెంచాలి. ఈ సన్నని పొర ఎపిటాక్సియల్ పొర. దాదాపు అన్ని సిలికాన్ కార్బైడ్ పరికరాలు ఎపిటాక్సియల్ పదార్థాలపై గ్రహించబడతాయి. అధిక-నాణ్యత గల సిలికాన్ కార్బైడ్ సజాతీయ ఎపిటాక్సియల్ పదార్థాలు సిలికాన్ కార్బైడ్ పరికరాల అభివృద్ధికి ఆధారం. ఎపిటాక్సియల్ పదార్థాల పనితీరు నేరుగా సిలికాన్ కార్బైడ్ పరికరాల పనితీరు యొక్క సాక్షాత్కారాన్ని నిర్ణయిస్తుంది.

అధిక-కరెంట్ మరియు అధిక విశ్వసనీయత కలిగిన సిలికాన్ కార్బైడ్ పరికరాలు ఉపరితల స్వరూపం, లోపం సాంద్రత, డోపింగ్ మరియు ఎపిటాక్సియల్ పదార్థాల మందం ఏకరూపతపై మరింత కఠినమైన అవసరాలను ముందుకు తెచ్చాయి. పెద్ద-పరిమాణం, తక్కువ-లోపం సాంద్రత మరియు అధిక-ఏకరూపతసిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సీసిలికాన్ కార్బైడ్ పరిశ్రమ అభివృద్ధికి కీలకంగా మారింది.

అధిక నాణ్యత తయారీసిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సీఅధునాతన ప్రక్రియలు మరియు పరికరాలు అవసరం. అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ పద్ధతి రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD), ఇది ఎపిటాక్సియల్ ఫిల్మ్ మందం మరియు డోపింగ్ ఏకాగ్రత యొక్క ఖచ్చితమైన నియంత్రణ, తక్కువ లోపాలు, మితమైన వృద్ధి రేటు మరియు స్వయంచాలక ప్రక్రియ నియంత్రణ యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. ఇది విజయవంతంగా వాణిజ్యీకరించబడిన విశ్వసనీయ సాంకేతికత.

సిలికాన్ కార్బైడ్ CVD ఎపిటాక్సీ సాధారణంగా హాట్ వాల్ లేదా వార్మ్ వాల్ CVD పరికరాలను ఉపయోగిస్తుంది, ఇది అధిక పెరుగుదల ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితుల్లో (1500-1700℃) ఎపిటాక్సియల్ లేయర్ 4H క్రిస్టల్ SiC యొక్క కొనసాగింపును నిర్ధారిస్తుంది. సంవత్సరాల అభివృద్ధి తర్వాత, వేడి గోడ లేదా వెచ్చని గోడ CVD ఇన్లెట్ గ్యాస్ ప్రవాహం దిశ మరియు ఉపరితల ఉపరితలం మధ్య సంబంధం ప్రకారం సమాంతర సమాంతర నిర్మాణ రియాక్టర్లు మరియు నిలువు నిలువు నిర్మాణ రియాక్టర్లుగా విభజించవచ్చు.

సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సియల్ ఫర్నేస్ యొక్క నాణ్యత ప్రధానంగా మూడు సూచికలను కలిగి ఉంటుంది. మొదటిది ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ పనితీరు, ఇందులో మందం ఏకరూపత, డోపింగ్ ఏకరూపత, లోపం రేటు మరియు వృద్ధి రేటు; రెండవది తాపన/శీతలీకరణ రేటు, గరిష్ట ఉష్ణోగ్రత, ఉష్ణోగ్రత ఏకరూపతతో సహా పరికరాల యొక్క ఉష్ణోగ్రత పనితీరు; చివరకు యూనిట్ ధర మరియు ఉత్పత్తి సామర్థ్యంతో సహా పరికరాల ఖర్చు పనితీరు.

మూడు రకాల సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ ఫర్నేస్‌ల మధ్య తేడాలు

హాట్ వాల్ హారిజాంటల్ CVD, వార్మ్ వాల్ ప్లానెటరీ CVD మరియు క్వాసి-హాట్ వాల్ వర్టికల్ CVD ఈ దశలో వాణిజ్యపరంగా వర్తించే ప్రధాన స్రవంతి ఎపిటాక్సియల్ పరికరాల సాంకేతిక పరిష్కారాలు. మూడు సాంకేతిక పరికరాలు కూడా వాటి స్వంత లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు అవసరాలకు అనుగుణంగా ఎంచుకోవచ్చు. నిర్మాణ రేఖాచిత్రం క్రింది చిత్రంలో చూపబడింది:

హాట్ వాల్ క్షితిజ సమాంతర CVD వ్యవస్థ సాధారణంగా గాలి ఫ్లోటేషన్ మరియు రొటేషన్ ద్వారా నడిచే సింగిల్-వేఫర్ పెద్ద-పరిమాణ వృద్ధి వ్యవస్థ. మంచి ఇన్-వేఫర్ సూచికలను సాధించడం సులభం. ప్రతినిధి మోడల్ ఇటలీలోని LPE కంపెనీ యొక్క Pe1O6. ఈ యంత్రం 900℃ వద్ద వేఫర్‌ల స్వయంచాలక లోడింగ్ మరియు అన్‌లోడ్‌ను గ్రహించగలదు. ప్రధాన లక్షణాలు అధిక వృద్ధి రేటు, చిన్న ఎపిటాక్సియల్ చక్రం, పొర లోపల మరియు ఫర్నేసుల మధ్య మంచి స్థిరత్వం మొదలైనవి. ఇది చైనాలో అత్యధిక మార్కెట్ వాటాను కలిగి ఉంది.

LPE అధికారిక నివేదికల ప్రకారం, ప్రధాన వినియోగదారుల వినియోగంతో కలిపి, Pe1O6 ఎపిటాక్సియల్ ఫర్నేస్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన 30μm కంటే తక్కువ మందంతో 100-150mm (4-6 అంగుళాలు) 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ పొర ఉత్పత్తులు స్థిరంగా క్రింది సూచికలను సాధించగలవు: ఇంట్రా-వేఫర్ ఎపిటాక్సియల్ మందం ఏకరూపత లేని ≤2%, ఇంట్రా-వేఫర్ డోపింగ్ ఏకాగ్రత నాన్-యూనిఫారమ్ ≤5%, ఉపరితల లోపం సాంద్రత ≤1cm-2, ఉపరితల లోపం లేని ప్రాంతం (2mm×2mm యూనిట్ సెల్) ≥90%.

JSG, CETC 48, NAURA మరియు NASO వంటి దేశీయ కంపెనీలు ఒకే విధమైన విధులతో ఏకశిలా సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సియల్ పరికరాలను అభివృద్ధి చేశాయి మరియు పెద్ద ఎత్తున సరుకులను సాధించాయి. ఉదాహరణకు, ఫిబ్రవరి 2023లో, JSG 6-అంగుళాల డబుల్-వేఫర్ SiC ఎపిటాక్సియల్ పరికరాలను విడుదల చేసింది. పరికరాలు ఒకే కొలిమిలో రెండు ఎపిటాక్సియల్ పొరలను పెంచడానికి ప్రతిచర్య గది యొక్క గ్రాఫైట్ భాగాల ఎగువ మరియు దిగువ పొరల ఎగువ మరియు దిగువ పొరలను ఉపయోగిస్తాయి మరియు ఎగువ మరియు దిగువ ప్రక్రియ వాయువులను విడిగా నియంత్రించవచ్చు, ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం ≤ 5°C, ఇది మోనోలిథిక్ క్షితిజ సమాంతర ఎపిటాక్సియల్ ఫర్నేస్‌ల యొక్క తగినంత ఉత్పత్తి సామర్థ్యం యొక్క ప్రతికూలతను సమర్థవంతంగా భర్తీ చేస్తుంది. కీలకమైన విడి భాగంSiC కోటింగ్ హాఫ్మూన్ భాగాలు.మేము 6 అంగుళాలు మరియు 8 అంగుళాల హాఫ్ మూన్ భాగాలను వినియోగదారులకు సరఫరా చేస్తున్నాము.

వార్మ్-వాల్ ప్లానెటరీ CVD వ్యవస్థ, బేస్ యొక్క గ్రహాల అమరికతో, ఒకే కొలిమిలో బహుళ పొరల పెరుగుదల మరియు అధిక అవుట్‌పుట్ సామర్థ్యం ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది. జర్మనీకి చెందిన ఐక్స్‌ట్రాన్ యొక్క AIXG5WWC (8X150mm) మరియు G10-SiC (9×150mm లేదా 6×200mm) సిరీస్ ఎపిటాక్సియల్ పరికరాలు ప్రతినిధి నమూనాలు.

Aixtron యొక్క అధికారిక నివేదిక ప్రకారం, G10 ఎపిటాక్సియల్ ఫర్నేస్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన 10μm మందంతో 6-అంగుళాల 4H-SiC ఎపిటాక్సియల్ పొర ఉత్పత్తులు స్థిరంగా క్రింది సూచికలను సాధించగలవు: ఇంటర్-వేఫర్ ఎపిటాక్సియల్ మందం విచలనం ±2.5%, ఇంట్రా-వేఫర్ ఎపిటాక్సియల్ మందం ఏకరూపత 2%, ఇంటర్-వేఫర్ డోపింగ్ ఏకాగ్రత విచలనం ±5%, ఇంట్రా-వేఫర్ డోపింగ్ ఏకాగ్రత ఏకరూపత లేని <2%.

ఇప్పటి వరకు, ఈ రకమైన మోడల్ దేశీయ వినియోగదారులచే చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు బ్యాచ్ ఉత్పత్తి డేటా సరిపోదు, ఇది కొంతవరకు దాని ఇంజనీరింగ్ అప్లికేషన్‌ను పరిమితం చేస్తుంది. అదనంగా, ఉష్ణోగ్రత క్షేత్రం మరియు ప్రవాహ క్షేత్ర నియంత్రణ పరంగా బహుళ-వేఫర్ ఎపిటాక్సియల్ ఫర్నేస్‌ల యొక్క అధిక సాంకేతిక అవరోధాల కారణంగా, ఇలాంటి దేశీయ పరికరాల అభివృద్ధి పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి దశలోనే ఉంది మరియు ప్రత్యామ్నాయ నమూనా లేదు.ఈ సమయంలో , మేము TaC కోటింగ్ లేదా SiC కోటింగ్‌తో 6 అంగుళాలు మరియు 8 అంగుళాల వంటి Aixtron ప్లానెటరీ ససెప్టర్‌ను అందించగలము.

పాక్షిక-హాట్-వాల్ నిలువు CVD వ్యవస్థ ప్రధానంగా బాహ్య యాంత్రిక సహాయం ద్వారా అధిక వేగంతో తిరుగుతుంది. దీని లక్షణం ఏమిటంటే జిగట పొర యొక్క మందం తక్కువ రియాక్షన్ ఛాంబర్ పీడనం ద్వారా సమర్థవంతంగా తగ్గించబడుతుంది, తద్వారా ఎపిటాక్సియల్ వృద్ధి రేటు పెరుగుతుంది. అదే సమయంలో, దాని ప్రతిచర్య గదికి ఎగువ గోడ లేదు, దానిపై SiC కణాలు జమ చేయబడతాయి మరియు పడే వస్తువులను ఉత్పత్తి చేయడం సులభం కాదు. ఇది లోపం నియంత్రణలో స్వాభావిక ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంది. జపాన్ యొక్క Nuflare యొక్క సింగిల్-వేఫర్ ఎపిటాక్సియల్ ఫర్నేసులు EPIREVOS6 మరియు EPIREVOS8 ప్రతినిధి నమూనాలు.

Nuflare ప్రకారం, EPIREVOS6 పరికరం యొక్క వృద్ధి రేటు 50μm/h కంటే ఎక్కువ చేరుకోగలదు మరియు ఎపిటాక్సియల్ పొర యొక్క ఉపరితల లోపం సాంద్రత 0.1cm-² కంటే తక్కువగా నియంత్రించబడుతుంది; ఏకరూపత నియంత్రణ పరంగా, Nuflare ఇంజనీర్ Yoshiaki Daigo EPIREVOS6 ఉపయోగించి పెరిగిన 10μm మందపాటి 6-అంగుళాల ఎపిటాక్సియల్ పొర యొక్క ఇంట్రా-వేఫర్ ఏకరూపత ఫలితాలను నివేదించింది మరియు ఇంట్రా-వేఫర్ మందం మరియు డోపింగ్ ఏకాగ్రత ఏకరూపత వరుసగా 1% మరియు 2.6%కి చేరుకుంది. మేము SiC పూతతో కూడిన అధిక స్వచ్ఛత గ్రాఫైట్ భాగాలను అందిస్తున్నాముఎగువ గ్రాఫైట్ సిలిండర్.

ప్రస్తుతం, కోర్ థర్డ్ జనరేషన్ మరియు JSG వంటి దేశీయ పరికరాల తయారీదారులు ఒకే విధమైన విధులు కలిగిన ఎపిటాక్సియల్ పరికరాలను రూపొందించారు మరియు విడుదల చేశారు, కానీ అవి పెద్ద స్థాయిలో ఉపయోగించబడలేదు.

సాధారణంగా, మూడు రకాల పరికరాలు వాటి స్వంత లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు వివిధ అప్లికేషన్ అవసరాలలో నిర్దిష్ట మార్కెట్ వాటాను కలిగి ఉంటాయి:

హాట్ వాల్ హారిజాంటల్ CVD స్ట్రక్చర్ అల్ట్రా-ఫాస్ట్ గ్రోత్ రేట్, క్వాలిటీ మరియు యూనిఫామిటీ, సింపుల్ ఎక్విప్‌మెంట్ ఆపరేషన్ మరియు మెయింటెనెన్స్ మరియు మెచ్యూర్ లార్జ్-స్కేల్ ప్రొడక్షన్ అప్లికేషన్‌లను కలిగి ఉంటుంది. అయినప్పటికీ, సింగిల్-వేఫర్ రకం మరియు తరచుగా నిర్వహణ కారణంగా, ఉత్పత్తి సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంటుంది; వెచ్చని గోడ ప్లానెటరీ CVD సాధారణంగా 6 (ముక్క) × 100 mm (4 అంగుళాలు) లేదా 8 (ముక్క) × 150 mm (6 అంగుళాలు) ట్రే నిర్మాణాన్ని అవలంబిస్తుంది, ఇది ఉత్పత్తి సామర్థ్యం పరంగా పరికరాల ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని బాగా మెరుగుపరుస్తుంది, అయితే బహుళ ముక్కల స్థిరత్వాన్ని నియంత్రించడం కష్టం, మరియు ఉత్పత్తి దిగుబడి ఇప్పటికీ అతిపెద్ద సమస్య; క్వాసి-హాట్ వాల్ వర్టికల్ CVD సంక్లిష్టమైన నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంది మరియు ఎపిటాక్సియల్ పొర ఉత్పత్తి యొక్క నాణ్యత లోపం నియంత్రణ అద్భుతమైనది, దీనికి చాలా గొప్ప పరికరాల నిర్వహణ మరియు వినియోగ అనుభవం అవసరం.

పరిశ్రమ యొక్క నిరంతర అభివృద్ధితో, ఈ మూడు రకాల పరికరాలు నిర్మాణ పరంగా పునరుక్తిగా ఆప్టిమైజ్ చేయబడతాయి మరియు అప్‌గ్రేడ్ చేయబడతాయి మరియు పరికరాల కాన్ఫిగరేషన్ మరింత పరిపూర్ణంగా మారుతుంది, వివిధ మందంతో మరియు ఎపిటాక్సియల్ పొరల స్పెసిఫికేషన్‌లను సరిపోల్చడంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. లోపం అవసరాలు.