Italia progressus technologiae LPE 200mm SiC epitaxial

Introductio

SiC superior Si in multis applicationibus ob proprietates electronicas superiori suo ut stabilitas caliditas, lata bandgap, alta naufragii electrici campi virium, et princeps scelerisque conductivity. Hodie, disponibilitas systematum electrici vehiculi tractus insigniter emendatur ob celeritates mutandi superiores, temperaturas operating superiores, et resistentiam scelerisque oxydi metalli SiC semiconductoris agri effectus transistores (MOSFETs). The forum for Sic-fundatur cogitationes potentiae per hos annos velocissime creverunt; ergo postulatio GENERALIS, defectus gratuiti et uniformis materiae SiC crevit.

Super praeteritum paucis decenniis, 4H-SiC praebitorum subiectae diametros lagani ab 2 digitis ad 150 mm conscendere potuerunt (idem crystalli qualitatem conservantes). Hodie, magnitudo lagani amet pro machinas SiC 150 mm est, et ut ad productionem sumptus per unitatem fabrica redigatur, quidam fabricae fabricatores in primis stadiis CC mm fabs condendi sunt. Ad hunc finem assequendum, praeter necessitatem mercaturae in promptu 200 mm laganae SiC, facultas perficiendi epitaxy uniformi SiC valde desiderata est. Ergo, consecuta bona qualitate 200 mm SiC subiecta, altera provocatio erit incrementum epitaxiale summus in his subiectis. LPE designavit et aedificavit horizontalem simplicem cristallum murum calidum CVD reactor plene automatum (PE1O8 nomine) instructum cum systemate implantationis multi-zonae aptae ad 200mm SiC substratum dispensandi. Hic eius observantiam in 150mm 4H-SiC epitaxy nuntiamus necnon eventus praeliminares in 200mm epiwalarum.

Proventus et Discussion

PE1O8 est ratio cassetta plene automata ad 200mm lagana SiC disposita ad processum. Forma inter 150 et 200mm commutari potest, instrumentum downtime obscurans. Reductio calefactionis graduum auget fructibus, dum automatio laborem minuit et qualitatem et iterationem meliorem facit. Ut efficiens et sumptus-competitivus processus epitaxiae curet, tres principales factores referuntur: 1) processus velox, 2) summa uniformitas crassitudinis et doping, 3) defectus formationis elevatio in processu epitaxy. In PE1O8, massae graphitae parvae et oneraturae automatae / exonerare sinunt vexillum currens minus quam 75 minuta compleri (vexillum 10µm recipe Schottky diode utatur incremento 30µm/h). Systema automated loading/unloading ad altas temperaturas concedit. Quam ob rem tempora brevia sunt et calefactio et infrigidatio, dum coquens gressus supprimit. Tales condiciones ideales incrementum materiae vere inexpugnatae permittunt.

Firmitas instrumentorum et eius ratio iniectio trium canalium consequitur in systemate versatili cum magna observantia in tam doping quam in crassitudine uniformitatis. Hoc fiebat utens simulationes dynamicas fluidi computationales ut efficerent influxum gas comparabilem et temperaturam uniformitatem 150 mm et 200 mm formarum subiectarum. Ut in Figura I ostensum est, haec nova iniectio systematis gasi tradit uniformiter in partibus depositionis centralis et lateralis cubiculi. Gas systema mixtionis efficit variationem localiter chemiae gasi distributae, porro numerum processuum adaptabilium parametri ad optimize epitaxialem incrementum augendum.

Figura 1 Velocitatis gasi simulatae magnitudinis (top) et gas temperatura (funda) in processu PE1O8 cubiculi in plano posita, 10 mm supra subiectum.

Aliae notae includunt systema gyrationis melioris gasi qui algorithmum feedback potestate utitur ad perficiendum lenire et directe metiri celeritatem gyrationis, et novam generationem PID temperaturae temperationis. Processus epitaxy parametri. Processus incrementi epitaxialis n-type 4H-SiC in prototypo conclavi evoluta est. Trichlorosilane et ethylene adhibebantur ut praecursores pro atomis Pii et carbonis; H2 sicut tabellarius gas et nitrogenium adhibebatur pro doping n-typus. Si-faciei commercial 150mm SiC substrati et inquisitionis gradus 200mm SiC subiectorum crescere solebant 6.5µm crassum 1×1016cm-3 n-supinum 4H-SiC epilayers. Superficies subiecta in situ adfixa est utens fluxu H2 ad caliditatem elevatam. Post hanc engraving gradum, quiddam n-typus iacuit utens parvo incrementi rate et humili C/Si ratione utens ad stratum levandum parandum. Super hoc quiddam iacuit, iacuit activus cum incremento magno (30μm/h) depositus est utens ratione superiore C/Si. Processus enucleatus dein ad PE1O8 reactor inauguratus in Sti Suecica facilitate translatus est. Similes processus parametri et distributiones gasi adhibitae sunt ad exempla 150mm et 200mm. Praeclara incrementi parametri causa differtur ad studia futura propter paucitatem subiectarum 200 mm subiectarum.

Crassitudo apparentis ac dopingis effectio exemplorum a STIR et CV hydrargyri specillo respective aestimata sunt. Morphologia superficies a Nomarski differentiali interventus microscopii (NDIC) quaesita est, et defectus densitas epilayers a Candela mensurata est. Proventus praeviae. Proventus praeliminares dopinges et crassitiem uniformitatem 150 mm et 200 mm epitaxially exempla increverunt, quae in prototypo cubiculi prototypo ostenduntur in Figura 2. Epilayri aequaliter in superficie 150 mm et 200 mm substratorum creverunt, cum crassitudine variationum (σ/ medio) ) tam humilis quam 0.4% et 1.4%, respective, et variationes (σ-medium) tam humilis quam 1.1% et 5.6%. Valores intrinseci dopingentes circa 1×1014 cm-3 erant.

Figura 2 Crassitudo et perfidiae dopinges 200 mm longae et 150 mm epiwaferae.

Processus iterabilitas indagata est comparando variationes run-ad-currendo, ex crassitudine variationum tam minorum quam 0,7% et variationum doping quam humilis ac 3.1%. Ut in Figura 3, novi 200mm processus eventus comparantur cum statu-of-artis proventuum ante 150mm per reactorem PE1O6 consecuti.

Figura 3 iacuit crassities et dopingit uniformitatem 200mm specimen processit per prototypum cubiculi (top) et 150mm specimen statu-of-artis a PE1O6 fabricatum.

Ad morphologiam superficiei exemplorum, NDIC microscopia lenis superficies asperitate sub microscopii detectabili latitudine confirmatur. PE1O8 invenit. Processus inde translatus ad PE1O8 Reactorem. Crassitudo et doping uniformitas 200mm epilavarum in Figura monstrantur 4. Epilayers aequaliter crescunt secundum superficiem subiectam crassitudine et variationibus (σ/medium) tam humilem quam 2.1% et 3.3%, respective.

Figura 4 Crassitudo et figura dopingi 200mm epiwafer in PE1O8 reactoris.

Ad defectionem densitatis epitaxially lagana crevit, candela adhibita. Sicut patet in figura. Totalis defectus densitates 5 tam humiles quam 1,43 cm-2 et 3.06 cm-2 consecutae sunt in speciminibus 150mm et 200mm, respective. Tota area in promptu (TUA) post epitaxiam computata est, ut 97% et 92% ad 150mm et 200mm exempla resp. Dignum est memorare hos eventus consecutos nonnisi post paucos decurrentes et amplius emendari posse processu parametri subtiliter-venatione.

Figura 5 Candelae defectus chartarum 6μm grossorum 200mm (sinistrarum) et 150mm (recta) epiwalarum cum PE1O8 crevit.

conclusio

Haec charta exhibet recentem designatum PE1O8 murum calidum CVD reactoris eiusque facultatem ad epitaxiam 4H-SiC uniformem faciendam in 200mm substratis. Proventus praeliminares in 200mm valde promittunt, cum crassitudine variationum tam humilium quam 2.1% trans superficiem specimen et variationes perficiendi doping tam humilem quam 3.3% per superficiem sample. TUA post epitaxiam computata esse 97% et 92% pro 150mm et 200mm exemplis, respective, et TUA pro 200mm praedictum est ut in futuro meliori condicione subiectae meliorentur. Cum eventus de 200mm subiectorum relatarum hic innitantur paucis tentationum mutationibus nitimur, credimus fieri posse ut proventus meliores, qui iam prope sunt ad eventum civitatis-of-artis in 150mm exemplorum, per. pulchre incedit incrementum ambitum.