سلکان کاربائیڈ ایپیٹیکسیل گروتھ آلات پر اصلاح شدہ اور ترجمہ شدہ مواد

سلیکن کاربائیڈ (SiC) سبسٹریٹس میں متعدد نقائص ہیں جو براہ راست پروسیسنگ کو روکتے ہیں۔ چپ ویفرز بنانے کے لیے، ایک مخصوص سنگل کرسٹل فلم کو ایس آئی سی سبسٹریٹ پر ایپیٹیکسیل عمل کے ذریعے اگایا جانا چاہیے۔ یہ فلم epitaxial تہہ کے طور پر جانا جاتا ہے. تقریباً تمام SiC آلات ایپیٹیکسیل میٹریلز پر بنائے جاتے ہیں، اور اعلیٰ معیار کے ہوموپیٹاکسیل SiC مواد SiC ڈیوائس کی ترقی کی بنیاد بناتے ہیں۔ epitaxial مواد کی کارکردگی براہ راست SiC آلات کی کارکردگی کا تعین کرتی ہے۔

اعلی موجودہ اور اعلی قابل اعتماد SiC آلات سطح کی شکل، خرابی کی کثافت، ڈوپنگ یکسانیت، اور موٹائی کی یکسانیت پر سخت تقاضے عائد کرتے ہیں۔epitaxialمواد بڑے سائز، کم عیب کثافت، اور اعلی یکسانیت کا حصول SiC صنعت کی ترقی کے لیے اہم بن گیا ہے۔

اعلیٰ معیار کی SiC ایپیٹیکسی تیار کرنا جدید عمل اور آلات پر انحصار کرتا ہے۔ فی الحال، SiC epitaxial ترقی کے لئے سب سے زیادہ استعمال شدہ طریقہ ہےکیمیائی بخارات جمع (CVD)۔CVD ایپیٹیکسیل فلم کی موٹائی اور ڈوپنگ ارتکاز، کم خرابی کی کثافت، اعتدال پسند شرح نمو، اور خودکار عمل کنٹرول پر قطعی کنٹرول پیش کرتا ہے، جو اسے کامیاب تجارتی ایپلی کیشنز کے لیے ایک قابل اعتماد ٹیکنالوجی بناتا ہے۔

SiC CVD ایپیٹکسیعام طور پر گرم دیوار یا گرم دیوار سی وی ڈی کا سامان استعمال کرتا ہے۔ اعلی نمو کا درجہ حرارت (1500–1700°C) 4H-SiC کرسٹل لائن کی شکل کے تسلسل کو یقینی بناتا ہے۔ گیس کے بہاؤ کی سمت اور سبسٹریٹ سطح کے درمیان تعلق کی بنیاد پر، ان CVD سسٹمز کے ری ایکشن چیمبرز کو افقی اور عمودی ڈھانچے میں درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔

SiC epitaxial بھٹیوں کے معیار کو بنیادی طور پر تین پہلوؤں پر پرکھا جاتا ہے: epitaxial نمو کی کارکردگی (بشمول موٹائی کی یکسانیت، ڈوپنگ یکسانیت، خرابی کی شرح، اور شرح نمو)، آلات کی درجہ حرارت کی کارکردگی (بشمول حرارت/کولنگ کی شرح، زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت، اور درجہ حرارت کی یکسانیت۔ )، اور لاگت کی تاثیر (بشمول یونٹ کی قیمت اور پیداواری صلاحیت)۔

SiC ایپیٹیکسیل گروتھ فرنس کی تین اقسام کے درمیان فرق

1. ہاٹ وال افقی سی وی ڈی سسٹمز:

-خصوصیات:عام طور پر گیس فلوٹیشن گردش سے چلنے والے سنگل ویفر بڑے سائز کے گروتھ سسٹم کو نمایاں کرتے ہیں، بہترین انٹرا ویفر میٹرکس حاصل کرتے ہیں۔

- نمائندہ ماڈل:LPE کا Pe1O6، 900°C پر خودکار ویفر لوڈنگ/ان لوڈنگ کے قابل۔ اعلی ترقی کی شرح، مختصر اپیٹیکسیل سائیکل، اور مسلسل انٹرا ویفر اور انٹر رن کارکردگی کے لیے جانا جاتا ہے۔

-کارکردگی:موٹائی ≤30μm کے ساتھ 4-6 انچ 4H-SiC ایپیٹیکسیل ویفرز کے لیے، یہ انٹرا ویفر موٹائی غیر یکسانیت ≤2%، ڈوپنگ ارتکاز غیر یکسانیت ≤5%، سطح کی خرابی کی کثافت ≤1 cm-²، اور عیب سے پاک حاصل کرتا ہے۔ سطح کا رقبہ (2mm×2mm خلیات) ≥90%۔

-گھریلو مینوفیکچررز: Jingsheng Mechatronics، CETC 48، North Huachuang، اور Nasset Intelligent جیسی کمپنیوں نے اسکیل اپ پروڈکشن کے ساتھ ملتے جلتے سنگل ویفر SiC ایپیٹیکسیل آلات تیار کیے ہیں۔

2. وارم وال پلانیٹری سی وی ڈی سسٹمز:

-خصوصیات:فی بیچ ملٹی ویفر نمو کے لیے سیاروں کی ترتیب کے اڈوں کا استعمال کریں، نمایاں طور پر آؤٹ پٹ کی کارکردگی کو بہتر بنائیں۔

-نمائندہ ماڈلز:Aixtron کی AIXG5WWC (8x150mm) اور G10-SiC (9x150mm یا 6x200mm) سیریز۔

-کارکردگی:≤10μm موٹائی والے 6 انچ 4H-SiC ایپیٹیکسیل ویفرز کے لیے، یہ انٹر ویفر موٹائی انحراف ±2.5%، انٹرا ویفر موٹائی غیر یکسانیت 2%، انٹر ویفر ڈوپنگ کنسنٹریشن انحراف ±5%، اور انٹرا ویفر ڈوپنگ حاصل کرتا ہے۔ ارتکاز عدم یکسانیت <2%۔

-چیلنجز:بیچ پروڈکشن ڈیٹا کی کمی، درجہ حرارت اور بہاؤ فیلڈ کنٹرول میں تکنیکی رکاوٹوں، اور بڑے پیمانے پر عمل درآمد کے بغیر جاری R&D کی وجہ سے گھریلو منڈیوں میں محدود اپنانا۔

3. نیم گرم دیوار عمودی سی وی ڈی سسٹمز:

- خصوصیات:تیز رفتار سبسٹریٹ گردش کے لیے بیرونی مکینیکل مدد کا استعمال کریں، باؤنڈری پرت کی موٹائی کو کم کریں اور عیب پر قابو پانے کے موروثی فوائد کے ساتھ اپیٹیکسیل ترقی کی شرح کو بہتر بنائیں۔

- نمائندہ ماڈلز:نوفلیئر کا سنگل ویفر EPIREVOS6 اور EPIREVOS8۔

-کارکردگی:50μm/h سے زیادہ شرح نمو حاصل کرتا ہے، سطح کی خرابی کی کثافت 0.1 cm-² سے کم، اور انٹرا ویفر موٹائی اور ڈوپنگ ارتکاز کی عدم یکسانیت بالترتیب 1% اور 2.6% حاصل کرتا ہے۔

-ملکی ترقی:Xingsandai اور Jingsheng Mechatronics جیسی کمپنیوں نے اسی طرح کا سامان تیار کیا ہے لیکن بڑے پیمانے پر استعمال نہیں کیا ہے۔

خلاصہ

SiC epitaxial گروتھ آلات کی تین ساختی اقسام میں سے ہر ایک کی الگ خصوصیات ہیں اور درخواست کی ضروریات کی بنیاد پر مارکیٹ کے مخصوص حصوں پر قبضہ کرتی ہے۔ ہاٹ وال افقی سی وی ڈی انتہائی تیز رفتار ترقی کی شرح اور متوازن معیار اور یکسانیت پیش کرتا ہے لیکن سنگل ویفر پروسیسنگ کی وجہ سے اس کی پیداواری کارکردگی کم ہے۔ وارم وال پلانیٹری سی وی ڈی پیداواری کارکردگی کو نمایاں طور پر بڑھاتا ہے لیکن ملٹی ویفر مستقل مزاجی کنٹرول میں چیلنجوں کا سامنا کرتا ہے۔ Quasi-hot-wal vertical CVD پیچیدہ ساخت کے ساتھ خرابی پر قابو پانے میں سبقت لے جاتا ہے اور اسے وسیع دیکھ بھال اور آپریشنل تجربے کی ضرورت ہوتی ہے۔

جیسے جیسے صنعت ترقی کرتی ہے، ان سازوسامان کے ڈھانچے میں تکراری اصلاح اور اپ گریڈ تیزی سے بہتر کنفیگریشنز کا باعث بنیں گے، جو کہ موٹائی اور خرابی کی ضروریات کے لیے متنوع ایپیٹیکسیل ویفر تصریحات کو پورا کرنے میں اہم کردار ادا کریں گے۔

مختلف SiC Epitaxial Growth Furnaces کے فائدے اور نقصانات

صنعت کی مسلسل ترقی کے ساتھ، یہ تینوں قسم کے آلات تکراری ساختی اصلاح اور اپ گریڈ سے گزریں گے، جس کے نتیجے میں تیزی سے بہتر کنفیگریشنز ہوں گی جو موٹائی اور خرابی کے تقاضوں کے لیے مختلف ایپیٹیکسیل ویفر وضاحتوں سے میل کھاتی ہیں۔