ເຕົາອົບ SiC ສຳລັບວິທີການ TSSG/LPE ຜລຶກ SiC ທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂະໜາດໃຫຍ່
ຫຼັກການເຮັດວຽກ
ຫຼັກການຫຼັກຂອງການເຕີບໂຕຂອງແທ່ງຊິລິກອນຄາໄບໃນໄລຍະແຫຼວກ່ຽວຂ້ອງກັບການລະລາຍວັດຖຸດິບ SiC ທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງໃນໂລຫະທີ່ລະລາຍ (ເຊັ່ນ: Si, Cr) ທີ່ອຸນຫະພູມ 1800-2100°C ເພື່ອສ້າງສານລະລາຍອີ່ມຕົວ, ຕາມດ້ວຍການເຕີບໂຕທິດທາງທີ່ຄວບຄຸມຂອງຜລຶກດ່ຽວ SiC ໃນຜລຶກເມັດພັນຜ່ານການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມທີ່ຊັດເຈນ ແລະ ການຄວບຄຸມຄວາມອີ່ມຕົວສູງ. ເທັກໂນໂລຢີນີ້ແມ່ນເໝາະສົມໂດຍສະເພາະສຳລັບການຜະລິດຜລຶກດ່ຽວ 4H/6H-SiC ທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ (>99.9995%) ທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງຕ່ຳ (<100/cm²), ຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການຂອງຊັ້ນຮອງທີ່ເຂັ້ມງວດສຳລັບເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ ແລະ ອຸປະກອນ RF. ລະບົບການເຕີບໂຕໃນໄລຍະແຫຼວຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດຄວບຄຸມປະເພດການນຳໄຟຟ້າຂອງຜລຶກ (ປະເພດ N/P) ແລະ ຄວາມຕ້ານທານໄດ້ຢ່າງແນ່ນອນຜ່ານສ່ວນປະກອບຂອງສານລະລາຍທີ່ດີທີ່ສຸດ ແລະ ພາລາມິເຕີການເຕີບໂຕ.
ອົງປະກອບຫຼັກ
1. ລະບົບເຕົາອົບພິເສດ: ເຕົາອົບປະສົມແກຣໄຟ/ແທນທາລຳທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ, ທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມ >2200°C, ທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນຂອງ SiC.
2. ລະບົບຄວາມຮ້ອນຫຼາຍເຂດ: ຄວາມຮ້ອນແບບຕ້ານທານ/ອິນດັກຊັນລວມກັບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ ±0.5°C (ຊ່ວງ 1800-2100°C).
3. ລະບົບການເຄື່ອນໄຫວແບບແມ່ນຍໍາ: ການຄວບຄຸມວົງຈອນປິດຄູ່ສໍາລັບການຫມຸນເມັດພືດ (0-50 rpm) ແລະ ການຍົກ (0.1-10 ມມ/ຊົ່ວໂມງ).
4. ລະບົບຄວບຄຸມບັນຍາກາດ: ການປ້ອງກັນອາກອນ/ໄນໂຕຣເຈນທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ, ຄວາມດັນເຮັດວຽກທີ່ສາມາດປັບໄດ້ (0.1-1atm).
5. ລະບົບຄວບຄຸມອັດສະລິຍະ: PLC + ການຄວບຄຸມ PC ຊໍ້າຊ້ອນອຸດສາຫະກໍາພ້ອມດ້ວຍການຕິດຕາມກວດກາການໂຕ້ຕອບການເຕີບໂຕໃນເວລາຈິງ.
6. ລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນທີ່ມີປະສິດທິພາບ: ການອອກແບບເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນດ້ວຍນ້ຳທີ່ມີລະດັບຊັ້ນຮັບປະກັນການເຮັດວຽກທີ່ໝັ້ນຄົງໃນໄລຍະຍາວ.
ການປຽບທຽບ TSSG ທຽບກັບ LPE
| ລັກສະນະ | ວິທີການ TSSG | ວິທີການ LPE |
| ອຸນຫະພູມການເຕີບໂຕ | 2000-2100°C | 1500-1800°C |
| ອັດຕາການເຕີບໂຕ | 0.2-1 ມມ/ຊມ | 5-50μm/ຊມ |
| ຂະໜາດຂອງຜລຶກ | ກ້ອນໄມ້ຂະໜາດ 4-8 ນິ້ວ | ຊັ້ນ epi 50-500μm |
| ແອັບພລິເຄຊັນຫຼັກ | ການກະກຽມພື້ນຜິວ | ຊັ້ນ epi-layers ຂອງອຸປະກອນພະລັງງານ |
| ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງ | <500/ຊມ² | <100/ຊມ² |
| ໂພລີໄທບ໌ທີ່ເໝາະສົມ | 4H/6H-SiC | 4H/3C-SiC |
ແອັບພລິເຄຊັນຫຼັກ
1. ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າພະລັງງານ: ວັດສະດຸຮອງພື້ນ 4H-SiC ຂະໜາດ 6 ນິ້ວ ສຳລັບ MOSFETs/diodes 1200V+.
2. ອຸປະກອນ RF 5G: ຊັ້ນຮອງ SiC ເຄິ່ງສນວນສຳລັບ PAs ສະຖານີຖານ.
3. ການນຳໃຊ້ EV: ຊັ້ນ epi ໜາພິເສດ (>200μm) ສຳລັບໂມດູນລະດັບລົດຍົນ.
4. ອິນເວີເຕີ PV: ວັດສະດຸພື້ນຖານທີ່ມີຂໍ້ບົກຜ່ອງຕໍ່າເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບການປ່ຽນແປງ >99%.
ຂໍ້ໄດ້ປຽບຫຼັກ
1. ຄວາມເໜືອກວ່າດ້ານເຕັກໂນໂລຢີ
1.1 ການອອກແບບຫຼາຍວິທີການປະສົມປະສານ
ລະບົບການເຕີບໂຕຂອງແທ່ງ SiC ໄລຍະແຫຼວນີ້ໄດ້ລວມເອົາເຕັກໂນໂລຊີການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກ TSSG ແລະ LPE ຢ່າງມີນະວັດຕະກໍາ. ລະບົບ TSSG ນໍາໃຊ້ການເຕີບໂຕຂອງສານລະລາຍທີ່ມີເມັດເທິງສຸດດ້ວຍການພາຄວາມຮ້ອນລະລາຍ ແລະ ການຄວບຄຸມການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມທີ່ຊັດເຈນ (ΔT≤5℃/cm), ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ການເຕີບໂຕຂອງແທ່ງ SiC ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂະໜາດໃຫຍ່ 4-8 ນິ້ວທີ່ໝັ້ນຄົງດ້ວຍຜົນຜະລິດຄັ້ງດຽວ 15-20kg ສໍາລັບຜລຶກ 6H/4H-SiC. ລະບົບ LPE ນໍາໃຊ້ສ່ວນປະກອບຂອງຕົວລະລາຍທີ່ດີທີ່ສຸດ (ລະບົບໂລຫະປະສົມ Si-Cr) ແລະ ການຄວບຄຸມຄວາມອີ່ມຕົວສູງ (±1%) ເພື່ອເຕີບໂຕຊັ້ນ epitaxial ໜາທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຂໍ້ບົກຜ່ອງ <100/cm² ທີ່ອຸນຫະພູມຕໍ່າ (1500-1800℃).
1.2 ລະບົບຄວບຄຸມອັດສະລິຍະ
ມາພ້ອມກັບລະບົບຄວບຄຸມການເຕີບໂຕແບບອັດສະລິຍະລຸ້ນທີ 4 ເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍ:
• ການຕິດຕາມກວດກາໃນສະຖານທີ່ຫຼາຍສະເປກຕຣຳ (ຊ່ວງຄວາມຍາວຄື້ນ 400-2500nm)
• ການກວດຈັບລະດັບການລະລາຍດ້ວຍເລເຊີ (ຄວາມແມ່ນຍໍາ ±0.01 ມມ)
• ການຄວບຄຸມວົງຈອນປິດໂດຍອີງໃສ່ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ CCD (ຄວາມຜັນຜວນ <±1 ມມ)
• ການເພີ່ມປະສິດທິພາບພາລາມິເຕີການເຕີບໂຕທີ່ໃຊ້ AI (ປະຫຍັດພະລັງງານ 15%)
2. ຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານປະສິດທິພາບຂອງຂະບວນການ
2.1 ຈຸດແຂງຫຼັກຂອງວິທີການ TSSG
• ຄວາມສາມາດໃນຂະໜາດໃຫຍ່: ຮອງຮັບການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກໄດ້ເຖິງ 8 ນິ້ວ ໂດຍມີຄວາມສະໝໍ່າສະເໝີຂອງເສັ້ນຜ່າສູນກາງ >99.5%
• ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຜລຶກທີ່ດີກວ່າ: ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງການເຄື່ອນທີ່ <500/ຊມ², ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງທໍ່ນ້ອຍໆ <5/ຊມ²
• ຄວາມສະເໝີພາບຂອງສານເສີມ: <8% ການປ່ຽນແປງຄວາມຕ້ານທານປະເພດ n (ແຜ່ນເວເຟີ 4 ນິ້ວ)
• ອັດຕາການເຕີບໂຕທີ່ດີທີ່ສຸດ: ສາມາດປັບໄດ້ 0.3-1.2 ມມ/ຊມ, ໄວກວ່າວິທີການລະເຫີຍ 3-5 ເທົ່າ
2.2 ຈຸດແຂງຫຼັກຂອງວິທີການ LPE
• epitaxy ຂໍ້ບົກຜ່ອງຕໍ່າຫຼາຍ: ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງສະຖານະອິນເຕີເຟດ <1×10¹¹ຊມ⁻²·eV⁻¹
• ການຄວບຄຸມຄວາມໜາທີ່ຊັດເຈນ: ຊັ້ນ epi 50-500μm ມີການປ່ຽນແປງຄວາມໜາ <±2%
• ປະສິດທິພາບອຸນຫະພູມຕໍ່າ: ຕໍ່າກວ່າຂະບວນການ CVD 300-500 ℃
• ການເຕີບໂຕຂອງໂຄງສ້າງທີ່ສັບສົນ: ຮອງຮັບຈຸດຕໍ່ pn, superlattices, ແລະອື່ນໆ.
3. ຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານປະສິດທິພາບການຜະລິດ
3.1 ການຄວບຄຸມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ
• ການນຳໃຊ້ວັດຖຸດິບ 85% (ທຽບກັບ 60% ແບບທຳມະດາ)
• ການໃຊ້ພະລັງງານຕໍ່າກວ່າ 40% (ເມື່ອທຽບກັບ HVPE)
• 90% ຂອງເວລາເຮັດວຽກຂອງອຸປະກອນ (ການອອກແບບແບບໂມດູນຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນເວລາຢຸດເຮັດວຽກ)
3.2 ການຮັບປະກັນຄຸນນະພາບ
• ການຄວບຄຸມຂະບວນການ 6σ (CPK>1.67)
• ການກວດຫາຂໍ້ບົກຜ່ອງທາງອອນລາຍ (ຄວາມລະອຽດ 0.1μm)
• ການຕິດຕາມຂໍ້ມູນຂະບວນການຢ່າງຄົບຖ້ວນ (2000+ ພາລາມິເຕີໃນເວລາຈິງ)
3.3 ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍ
• ເຂົ້າກັນໄດ້ກັບ polytypes 4H/6H/3C
• ສາມາດຍົກລະດັບເປັນໂມດູນຂະບວນການຂະໜາດ 12 ນິ້ວໄດ້
• ຮອງຮັບການເຊື່ອມໂຍງ hetero SiC/GaN
4. ຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳ
4.1 ອຸປະກອນພະລັງງານ
• ວັດສະດຸຮອງພື້ນທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານຕ່ຳ (0.015-0.025Ω·ຊມ) ສຳລັບອຸປະກອນ 1200-3300V
• ຊັ້ນຮອງພື້ນເຄິ່ງກັນຄວາມຮ້ອນ (>10⁸Ω·ຊມ) ສຳລັບການນຳໃຊ້ RF
4.2 ເຕັກໂນໂລຊີທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂຶ້ນມາໃໝ່
• ການສື່ສານແບບຄວອນຕຳ: ວັດສະດຸລົບກວນຕ່ຳຫຼາຍ (ສຽງລົບກວນ 1/f <-120dB)
• ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ: ຜລຶກທີ່ທົນທານຕໍ່ລັງສີ (ການເສື່ອມສະພາບ <5% ຫຼັງຈາກການສ່ອງແສງ 1×10¹⁶n/cm²)
ບໍລິການ XKH
1. ອຸປະກອນທີ່ປັບແຕ່ງເອງ: ການຕັ້ງຄ່າລະບົບ TSSG/LPE ທີ່ປັບແຕ່ງເອງ.
2. ການຝຶກອົບຮົມຂະບວນການ: ໂຄງການຝຶກອົບຮົມດ້ານວິຊາການທີ່ສົມບູນແບບ.
3. ການສະໜັບສະໜູນຫຼັງການຂາຍ: ການຕອບສະໜອງດ້ານເຕັກນິກ ແລະ ການບຳລຸງຮັກສາ 24/7.
4. ວິທີແກ້ໄຂແບບຄົບວົງຈອນ: ການບໍລິການຄົບວົງຈອນຕັ້ງແຕ່ການຕິດຕັ້ງຈົນເຖິງການກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງຂະບວນການ.
5. ການສະໜອງວັດສະດຸ: ມີວັດສະດຸ SiC ຂະໜາດ 2-12 ນິ້ວ/epi-wafers.
ຂໍ້ໄດ້ປຽບຫຼັກປະກອບມີ:
• ຄວາມສາມາດໃນການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຜລຶກໄດ້ເຖິງ 8 ນິ້ວ.
• ຄວາມສະເໝີພາບຂອງຄວາມຕ້ານທານ <0.5%.
• ເວລາເຮັດວຽກຂອງອຸປະກອນ >95%.
• ການຊ່ວຍເຫຼືອດ້ານເຕັກນິກ 24/7.
