SiC এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ ফার্নেসের বিভিন্ন প্রযুক্তিগত রুট

সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেটের অনেক ত্রুটি রয়েছে এবং সরাসরি প্রক্রিয়া করা যায় না। চিপ ওয়েফার তৈরির জন্য একটি নির্দিষ্ট একক স্ফটিক পাতলা ফিল্ম একটি এপিটাক্সিয়াল প্রক্রিয়ার মাধ্যমে তাদের উপর জন্মাতে হবে। এই পাতলা ফিল্মটি এপিটাক্সিয়াল স্তর। প্রায় সব সিলিকন কার্বাইড ডিভাইস এপিটাক্সিয়াল উপকরণে উপলব্ধি করা হয়। উচ্চ-মানের সিলিকন কার্বাইড সমজাতীয় এপিটাক্সিয়াল উপকরণগুলি সিলিকন কার্বাইড ডিভাইসগুলির বিকাশের ভিত্তি। এপিটাক্সিয়াল উপকরণের কর্মক্ষমতা সরাসরি সিলিকন কার্বাইড ডিভাইসের কর্মক্ষমতা উপলব্ধি নির্ধারণ করে।

উচ্চ-বর্তমান এবং উচ্চ-নির্ভরযোগ্য সিলিকন কার্বাইড ডিভাইসগুলি পৃষ্ঠের আকারবিদ্যা, ত্রুটির ঘনত্ব, ডোপিং এবং এপিটাক্সিয়াল পদার্থের পুরুত্বের অভিন্নতার উপর আরও কঠোর প্রয়োজনীয়তা তৈরি করেছে। বড় আকারের, কম ত্রুটির ঘনত্ব এবং উচ্চ অভিন্নতাসিলিকন কার্বাইড এপিটাক্সিসিলিকন কার্বাইড শিল্পের বিকাশের চাবিকাঠি হয়ে উঠেছে।

উচ্চ মানের প্রস্তুতিসিলিকন কার্বাইড এপিটাক্সিউন্নত প্রক্রিয়া এবং সরঞ্জাম প্রয়োজন। সর্বাধিক ব্যবহৃত সিলিকন কার্বাইড এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ পদ্ধতি হল রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD), যা এপিটাক্সিয়াল ফিল্ম পুরুত্ব এবং ডোপিং ঘনত্ব, কম ত্রুটি, মাঝারি বৃদ্ধির হার এবং স্বয়ংক্রিয় প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণের সুবিধা রয়েছে। এটি একটি নির্ভরযোগ্য প্রযুক্তি যা সফলভাবে বাণিজ্যিকীকরণ করা হয়েছে।

সিলিকন কার্বাইড CVD এপিটাক্সি সাধারণত গরম প্রাচীর বা উষ্ণ প্রাচীর CVD সরঞ্জাম ব্যবহার করে, যা উচ্চতর বৃদ্ধির তাপমাত্রার অবস্থার (1500-1700℃) অধীনে এপিটাক্সিয়াল স্তর 4H ক্রিস্টাল SiC এর ধারাবাহিকতা নিশ্চিত করে। উন্নয়নের বছর পরে, গরম প্রাচীর বা উষ্ণ প্রাচীর CVD অনুভূমিক অনুভূমিক গঠন চুল্লী এবং উল্লম্ব উল্লম্ব কাঠামোর চুল্লিতে ভাগ করা যেতে পারে খাঁড়ি গ্যাস প্রবাহের দিক এবং সাবস্ট্রেট পৃষ্ঠের মধ্যে সম্পর্ক অনুসারে।

সিলিকন কার্বাইড এপিটাক্সিয়াল ফার্নেসের গুণমানে প্রধানত তিনটি সূচক রয়েছে। প্রথমটি হল এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধির কর্মক্ষমতা, যার মধ্যে পুরুত্বের অভিন্নতা, ডোপিং অভিন্নতা, ত্রুটির হার এবং বৃদ্ধির হার; দ্বিতীয়টি হ'ল সরঞ্জামের তাপমাত্রার কার্যকারিতা, যার মধ্যে গরম/ঠাণ্ডার হার, সর্বোচ্চ তাপমাত্রা, তাপমাত্রার অভিন্নতা রয়েছে; এবং অবশেষে ইউনিট মূল্য এবং উত্পাদন ক্ষমতা সহ সরঞ্জাম নিজেই খরচ কর্মক্ষমতা.

তিন ধরনের সিলিকন কার্বাইড এপিটাক্সিয়াল গ্রোথ ফার্নেসের মধ্যে পার্থক্য

হট ওয়াল হরাইজন্টাল সিভিডি, ওয়ার্ম ওয়াল প্ল্যানেটারি সিভিডি এবং কোয়াসি-হট ওয়াল উল্লম্ব সিভিডি হল মূলধারার এপিটাক্সিয়াল ইকুইপমেন্ট প্রযুক্তি সমাধান যা এই পর্যায়ে বাণিজ্যিকভাবে প্রয়োগ করা হয়েছে। তিনটি প্রযুক্তিগত সরঞ্জামের নিজস্ব বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং প্রয়োজন অনুযায়ী নির্বাচন করা যেতে পারে। কাঠামো চিত্রটি নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে:

গরম প্রাচীর অনুভূমিক সিভিডি সিস্টেমটি সাধারণত একটি একক-ওয়েফার বড় আকারের বৃদ্ধি সিস্টেম যা বায়ু ফ্লোটেশন এবং ঘূর্ণন দ্বারা চালিত হয়। ভাল ইন-ওয়েফার সূচকগুলি অর্জন করা সহজ। প্রতিনিধি মডেল ইতালির LPE কোম্পানির Pe1O6। এই মেশিনটি 900℃ এ ওয়েফারের স্বয়ংক্রিয় লোডিং এবং আনলোডিং উপলব্ধি করতে পারে। প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি হল উচ্চ বৃদ্ধির হার, সংক্ষিপ্ত এপিটাক্সিয়াল চক্র, ওয়েফারের মধ্যে এবং চুল্লিগুলির মধ্যে ভাল সামঞ্জস্য ইত্যাদি। এটি চীনে সর্বোচ্চ বাজারের অংশীদার।

LPE অফিসিয়াল রিপোর্ট অনুসারে, প্রধান ব্যবহারকারীদের ব্যবহারের সাথে মিলিত, Pe1O6 এপিটাক্সিয়াল ফার্নেস দ্বারা উত্পাদিত 100-150mm (4-6 ইঞ্চি) 4H-SiC এপিটাক্সিয়াল ওয়েফার পণ্যগুলি 30μm-এর কম পুরুত্বের সাথে স্থিরভাবে নিম্নলিখিত সূচকগুলি অর্জন করতে পারে: ইন্ট্রা-ওয়েফার এপিটাক্সিয়াল বেধ অ-অভিন্নতা ≤2%, ইন্ট্রা-ওয়েফার ডোপিং ঘনত্ব অ-অভিন্নতা ≤5%, পৃষ্ঠের ত্রুটির ঘনত্ব ≤1cm-2, পৃষ্ঠের ত্রুটি-মুক্ত এলাকা (2mm×2mm ইউনিট সেল) ≥90%।

JSG, CETC 48, NAURA, এবং NASO-এর মতো দেশীয় কোম্পানিগুলি একই রকম ফাংশন সহ মনোলিথিক সিলিকন কার্বাইড এপিটাক্সিয়াল সরঞ্জাম তৈরি করেছে এবং বড় আকারের চালান অর্জন করেছে। উদাহরণস্বরূপ, 2023 সালের ফেব্রুয়ারিতে, JSG একটি 6-ইঞ্চি ডাবল-ওয়েফার SiC এপিটাক্সিয়াল সরঞ্জাম প্রকাশ করেছে। একটি একক চুল্লিতে দুটি এপিটাক্সিয়াল ওয়েফার বৃদ্ধির জন্য সরঞ্জামগুলি প্রতিক্রিয়া চেম্বারের গ্রাফাইট অংশগুলির উপরের এবং নীচের স্তরগুলির উপরের এবং নীচের স্তরগুলি ব্যবহার করে এবং ≤ তাপমাত্রার পার্থক্য সহ উপরের এবং নিম্ন প্রক্রিয়ার গ্যাসগুলি আলাদাভাবে নিয়ন্ত্রিত হতে পারে। 5°C, যা কার্যকরভাবে একচেটিয়া অনুভূমিক এপিটাক্সিয়াল চুল্লিগুলির অপর্যাপ্ত উৎপাদন ক্ষমতার অসুবিধার জন্য তৈরি করে৷ মূল অতিরিক্ত অংশ হলSiC আবরণ হাফমুন অংশআমরা ব্যবহারকারীদের জন্য 6 ইঞ্চি এবং 8 ইঞ্চি অর্ধচন্দ্রের অংশ সরবরাহ করছি।

উষ্ণ-প্রাচীরের প্ল্যানেটারি সিভিডি সিস্টেম, ভিত্তির একটি গ্রহের বিন্যাস সহ, একটি একক চুল্লিতে একাধিক ওয়েফারের বৃদ্ধি এবং উচ্চ আউটপুট দক্ষতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। প্রতিনিধি মডেলগুলি হল জার্মানির Aixtron এর AIXG5WWC (8X150mm) এবং G10-SiC (9×150mm বা 6×200mm) সিরিজের এপিটাক্সিয়াল সরঞ্জাম।

Aixtron এর অফিসিয়াল রিপোর্ট অনুসারে, G10 এপিটাক্সিয়াল ফার্নেস দ্বারা উত্পাদিত 10μm পুরুত্বের 6-ইঞ্চি 4H-SiC এপিটাক্সিয়াল ওয়েফার পণ্যগুলি স্থিরভাবে নিম্নলিখিত সূচকগুলি অর্জন করতে পারে: আন্তঃ-ওয়েফার এপিটাক্সিয়াল বেধের বিচ্যুতি ±2.5%, ইন্ট্রা-ওয়েফার পুরুত্ব 2% এর অ-অভিন্নতা, আন্তঃ-ওয়েফার ডোপিং ঘনত্বের বিচ্যুতি ±5%, ইন্ট্রা-ওয়েফার ডোপিং ঘনত্ব অ-অভিন্নতা <2%।

এখন পর্যন্ত, এই ধরনের মডেল খুব কমই গার্হস্থ্য ব্যবহারকারীদের দ্বারা ব্যবহৃত হয়, এবং ব্যাচের উত্পাদন ডেটা অপর্যাপ্ত, যা একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে এর প্রকৌশল প্রয়োগকে সীমাবদ্ধ করে। উপরন্তু, তাপমাত্রা ক্ষেত্র এবং প্রবাহ ক্ষেত্র নিয়ন্ত্রণ পরিপ্রেক্ষিতে মাল্টি-ওয়েফার এপিটাক্সিয়াল ফার্নেসের উচ্চ প্রযুক্তিগত বাধাগুলির কারণে, অনুরূপ গার্হস্থ্য সরঞ্জামগুলির বিকাশ এখনও গবেষণা এবং উন্নয়ন পর্যায়ে রয়েছে এবং এর মধ্যে কোন বিকল্প মডেল নেই। ,আমরা TaC আবরণ বা SiC আবরণ সহ 6 ইঞ্চি এবং 8 ইঞ্চি মত Aixtron Planetary susceptor প্রদান করতে পারি।

কোয়াসি-হট-ওয়াল উল্লম্ব সিভিডি সিস্টেমটি মূলত বহিরাগত যান্ত্রিক সহায়তার মাধ্যমে উচ্চ গতিতে ঘোরে। এর বৈশিষ্ট্য হল সান্দ্র স্তরের পুরুত্ব কম প্রতিক্রিয়া চেম্বারের চাপ দ্বারা কার্যকরভাবে হ্রাস পায়, যার ফলে এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধির হার বৃদ্ধি পায়। একই সময়ে, এর প্রতিক্রিয়া চেম্বারের একটি উপরের প্রাচীর নেই যার উপর SiC কণা জমা করা যেতে পারে, এবং পতনশীল বস্তু তৈরি করা সহজ নয়। ত্রুটি নিয়ন্ত্রণে এটির একটি সহজাত সুবিধা রয়েছে। প্রতিনিধিত্বমূলক মডেলগুলি হল জাপানের নুফ্লেয়ারের একক-ওয়েফার এপিটাক্সিয়াল ফার্নেস EPIREVOS6 এবং EPIREVOS8৷

Nuflare এর মতে, EPIREVOS6 ডিভাইসের বৃদ্ধির হার 50μm/h এর বেশি হতে পারে এবং এপিটাক্সিয়াল ওয়েফারের পৃষ্ঠের ত্রুটির ঘনত্ব 0.1cm-² এর নিচে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে; অভিন্নতা নিয়ন্ত্রণের পরিপ্রেক্ষিতে, নুফ্লেয়ার ইঞ্জিনিয়ার ইয়োশিয়াকি ডাইগো EPIREVOS6 ব্যবহার করে উত্থিত 10μm পুরু 6-ইঞ্চি এপিটাক্সিয়াল ওয়েফারের ইন্ট্রা-ওয়েফার অভিন্নতা ফলাফলের রিপোর্ট করেছেন এবং ইন্ট্রা-ওয়েফার পুরুত্ব এবং ডোপিং ঘনত্বের অ-অভিন্নতা যথাক্রমে 1% এবং 2.6% পৌঁছেছে৷ আমরা যেমন SiC প্রলিপ্ত উচ্চ বিশুদ্ধতা গ্রাফাইট অংশ প্রদান করছিউপরের গ্রাফাইট সিলিন্ডার.

বর্তমানে, কোর থার্ড জেনারেশন এবং জেএসজি-এর মতো দেশীয় সরঞ্জাম নির্মাতারা অনুরূপ ফাংশন সহ এপিটাক্সিয়াল সরঞ্জাম ডিজাইন এবং চালু করেছে, তবে সেগুলি বড় আকারে ব্যবহার করা হয়নি।

সাধারণভাবে, তিনটি ধরণের সরঞ্জামের নিজস্ব বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং বিভিন্ন প্রয়োগের প্রয়োজনে একটি নির্দিষ্ট বাজার ভাগ দখল করে:

গরম প্রাচীর অনুভূমিক CVD কাঠামোর বৈশিষ্ট্যগুলি অতি-দ্রুত বৃদ্ধির হার, গুণমান এবং অভিন্নতা, সহজ সরঞ্জাম পরিচালনা এবং রক্ষণাবেক্ষণ, এবং পরিপক্ক বড় আকারের উত্পাদন অ্যাপ্লিকেশন। যাইহোক, একক-ওয়েফার প্রকার এবং ঘন ঘন রক্ষণাবেক্ষণের কারণে, উত্পাদন দক্ষতা কম; উষ্ণ প্রাচীর গ্রহের CVD সাধারণত একটি 6 (টুকরা) × 100 মিমি (4 ইঞ্চি) বা 8 (টুকরা) × 150 মিমি (6 ইঞ্চি) ট্রে কাঠামো গ্রহণ করে, যা উত্পাদন ক্ষমতার পরিপ্রেক্ষিতে সরঞ্জামগুলির উত্পাদন দক্ষতাকে ব্যাপকভাবে উন্নত করে, কিন্তু একাধিক টুকরার সামঞ্জস্য নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন, এবং উৎপাদনের ফলন এখনও সবচেয়ে বড় সমস্যা; কোয়াসি-হট ওয়াল উল্লম্ব CVD এর একটি জটিল কাঠামো রয়েছে এবং এপিটাক্সিয়াল ওয়েফার উত্পাদনের গুণমান ত্রুটি নিয়ন্ত্রণ চমৎকার, যার জন্য অত্যন্ত সমৃদ্ধ সরঞ্জাম রক্ষণাবেক্ষণ এবং ব্যবহারের অভিজ্ঞতা প্রয়োজন।

শিল্পের ক্রমাগত বিকাশের সাথে, এই তিন ধরণের সরঞ্জামগুলি পুনরাবৃত্তভাবে অপ্টিমাইজ করা হবে এবং কাঠামোর পরিপ্রেক্ষিতে আপগ্রেড করা হবে, এবং সরঞ্জামের কনফিগারেশন আরও বেশি নিখুঁত হয়ে উঠবে, বিভিন্ন বেধের সাথে এপিটাক্সিয়াল ওয়েফারগুলির বৈশিষ্ট্যগুলিকে মেলানোর ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে। ত্রুটির প্রয়োজনীয়তা।