SiC வளர்ச்சியில் கண்ணுக்கு தெரியாத தடை: ஏன் 7N மொத்த CVD SiC மூலப்பொருள் பாரம்பரிய பொடியை மாற்றுகிறது

சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) குறைக்கடத்திகளின் உலகில், பெரும்பாலான ஸ்பாட்லைட் 8-இன்ச் எபிடாக்சியல் ரியாக்டர்கள் அல்லது செதில் மெருகூட்டலின் நுணுக்கங்கள் மீது பிரகாசிக்கிறது. எவ்வாறாயினும், சப்ளை சங்கிலியை ஆரம்பத்திலிருந்தே கண்டுபிடித்தோம் - உடல் நீராவி போக்குவரத்து (PVT) உலைக்குள் - ஒரு அடிப்படை "பொருள் புரட்சி" அமைதியாக நடைபெறுகிறது.

பல ஆண்டுகளாக, ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட SiC தூள் தொழில்துறையில் வேலை செய்கிறது. ஆனால் அதிக மகசூல் மற்றும் தடிமனான கிரிஸ்டல் பவுல்களுக்கான தேவை கிட்டத்தட்ட வெறித்தனமாக மாறுவதால், பாரம்பரிய பொடியின் உடல் வரம்புகள் முறிவு நிலையை அடைகின்றன. இதனாலேயே7N மொத்த CVD SiC மூலப்பொருள்சுற்றளவில் இருந்து தொழில்நுட்ப விவாதங்களின் மையத்திற்கு நகர்ந்துள்ளது.

ஒரு கூடுதல் இரண்டு "ஒன்பதுகள்" உண்மையில் என்ன அர்த்தம்?
செமிகண்டக்டர் பொருட்களில், 5N (99.999%) இலிருந்து 7N (99.99999%) க்கு பாய்ச்சல் ஒரு சிறிய புள்ளியியல் மாற்றமாகத் தோன்றலாம், ஆனால் அணு மட்டத்தில், இது ஒரு மொத்த விளையாட்டை மாற்றும்.

பாரம்பரிய பொடிகள் பெரும்பாலும் தொகுப்பின் போது அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட சுவடு உலோக அசுத்தங்களுடன் போராடுகின்றன. இதற்கு நேர்மாறாக, இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படும் மொத்தப் பொருட்கள், தூய்மையற்ற செறிவுகளை ஒரு பில்லியனுக்கு (பிபிபி) பகுதிகளுக்குக் குறைக்கும். உயர்-தூய்மை அரை-இன்சுலேடிங் (HPSI) படிகங்களை வளர்ப்பவர்களுக்கு, இந்த அளவு தூய்மை என்பது ஒரு வேனிட்டி மெட்ரிக் அல்ல - இது ஒரு தேவை. அதி-குறைந்த நைட்ரஜன் (N) உள்ளடக்கம் என்பது RF பயன்பாடுகளைக் கோருவதற்குத் தேவையான உயர் எதிர்ப்பை ஒரு அடி மூலக்கூறு பராமரிக்க முடியுமா என்பதைக் கட்டளையிடும் முதன்மைக் காரணியாகும்.

"கார்பன் டஸ்ட்" மாசுபாட்டைத் தீர்ப்பது: படிகக் குறைபாடுகளுக்கு ஒரு உடல் தீர்வு

ஒரு படிக வளர்ச்சி உலையைச் சுற்றி நேரத்தைச் செலவழித்த எவருக்கும் "கார்பன் சேர்த்தல்" என்பது இறுதிக் கனவு என்று தெரியும்.

பொடியை ஆதாரமாகப் பயன்படுத்தும் போது, ​​2000°C க்கும் அதிகமான வெப்பநிலை பெரும்பாலும் நுண்ணிய துகள்களை கிராஃபிடைஸ் அல்லது சரிவை ஏற்படுத்துகிறது. இந்த சிறிய, நங்கூரமிடப்படாத "கார்பன் தூசி" துகள்கள் வாயு நீரோட்டங்களால் கொண்டு செல்லப்பட்டு, படிக வளர்ச்சி இடைமுகத்தில் நேரடியாக தரையிறங்கலாம், இது முழு செதில்களையும் திறம்பட அகற்றும் இடப்பெயர்வுகள் அல்லது சேர்த்தல்களை உருவாக்குகிறது.

CVD-SiC மொத்தப் பொருள் வித்தியாசமாக இயங்குகிறது. அதன் அடர்த்தி கிட்டத்தட்ட கோட்பாட்டளவில் உள்ளது, அதாவது மணல் குவியலை விட உருகும் பனிக்கட்டி போல் செயல்படுகிறது. இது மேற்பரப்பில் இருந்து ஒரே மாதிரியாக உயர்ந்து, தூசியின் மூலத்தை உடல் ரீதியாக வெட்டுகிறது. இந்த "சுத்தமான வளர்ச்சி" சூழல் பெரிய விட்டம் கொண்ட 8 அங்குல படிகங்களின் விளைச்சலைத் தள்ளுவதற்குத் தேவையான அடித்தள நிலைத்தன்மையை வழங்குகிறது.

இயக்கவியல்: 0.8 மிமீ/ம வேக வரம்பை மீறுதல்

வளர்ச்சி விகிதம் நீண்ட காலமாக SiC உற்பத்தித்திறனின் "அகில்லெஸ்' ஹீல்" ஆகும். பாரம்பரிய அமைப்புகளில், விகிதங்கள் வழக்கமாக 0.3 - 0.8mm/h இடையே வட்டமிடுகின்றன, இதனால் வளர்ச்சி சுழற்சிகள் ஒரு வாரம் அல்லது அதற்கு மேல் நீடிக்கும்.

மொத்தப் பொருளுக்கு மாறுவது ஏன் இந்த விகிதங்களை 1.46mm/hக்கு தள்ளலாம்? இது வெப்ப புலத்திற்குள் வெகுஜன பரிமாற்ற செயல்திறனுடன் வருகிறது:

1. உகந்த பேக்கிங் அடர்த்தி:க்ரூசிபிளில் உள்ள மொத்தப் பொருட்களின் அமைப்பு மிகவும் நிலையான மற்றும் செங்குத்தான வெப்பநிலை சாய்வை பராமரிக்க உதவுகிறது. ஒரு பெரிய சாய்வு வாயு கட்ட போக்குவரத்திற்கு வலுவான உந்து சக்தியை வழங்குகிறது என்று அடிப்படை வெப்ப இயக்கவியல் கூறுகிறது.

2. ஸ்டோச்சியோமெட்ரிக் இருப்பு:வளர்ச்சியின் தொடக்கத்தில் "Si-rich" மற்றும் இறுதியில் "C-rich" என்ற பொதுவான தலைவலியை மென்மையாக்கும் வகையில், மொத்தப் பொருட்கள் மிகவும் கணிக்கக்கூடிய வகையில் உயர்கிறது.

இந்த உள்ளார்ந்த நிலைத்தன்மையானது, கட்டமைப்பு தரத்தில் வழக்கமான வர்த்தகம் இல்லாமல் படிகங்கள் தடிமனாகவும் வேகமாகவும் வளர அனுமதிக்கிறது.

முடிவு: 8-இன்ச் சகாப்தத்திற்கு ஒரு தவிர்க்க முடியாத தன்மை

தொழில்துறையானது 8 அங்குல உற்பத்தியை நோக்கி முழுமையாகச் செல்லும் போது, ​​பிழைக்கான விளிம்பு மறைந்துவிட்டது. உயர்-தூய்மை மொத்தப் பொருட்களுக்கான மாற்றம் இனி ஒரு "பரிசோதனை மேம்படுத்தல்" அல்ல - இது உயர் விளைச்சல், உயர்தர முடிவுகளைத் தொடரும் உற்பத்தியாளர்களுக்கான தர்க்கரீதியான பரிணாமமாகும்.

தூளில் இருந்து மொத்தமாக மாறுவது வெறும் வடிவ மாற்றத்தை விட அதிகம்; இது PVT செயல்முறையின் அடிமட்டத்திலிருந்து ஒரு அடிப்படை மறுசீரமைப்பு ஆகும்.