Nola konpondu poltsikotik poltsikoko aldakuntza handia poltsiko anitzeko silizio epitaxia grafito suszeptoreetan?

Optimizazio Soluzioan Doitasun handiko CVD SiC estalitako susceptoretarako

Poltsikotik poltsikoko aldakuntza handiek (% 1,4) poltsiko anitzeko silizio epitaxia grafitoaren suszeptoreetan sortutako pelikula lodiera ez-uniformitatearen arazoari aurre eginez, VeTek Semiconductor-ek suszeptoreen lautasuna <0,08 mm-ra hobetu du eta poltsikotik poltsikoko aldakuntza % 0,69ra murriztu du CVD mekanizazioaren eta fluxu epixial handiko simulazio-eremuaren bidez. ostia etekina.

Poltsiko Anitzeko Silizio Epitaxia Grafito Susceptors Doitasun handiko CVD SiC estaldurarekin

I. Laburpen Exekutiboa

Poltsiko anitzeko silizio epitaxiaren ekoizpenean, gure bezeroak (erdieroaleen obleen fundizioa) aspaldiko erronkei aurre egin zien, geruza epitaxialaren lodieraren poltsikotik poltsikoko aldakuntza handiarekin (jatorrizko datuak: % 1,4). Honek oblea epitaxialaren koherentzia eta beheranzko gailuaren errendimendua eragin zuen. CVD epitaxi labearen barneko fluido-dinamikaren eta eremu termikoen 3D zenbakizko simulazioa eta analisia eginez, tresnen egituraren optimizazioarekin eta doitasun handiko Silizio Karburoaren Deposizio Kimikoko Lurrun-Deposizioarekin (CVD SiC) estaldura-teknologiarekin konbinatuta, VeTek Semiconductor taldeak nabarmen hobetu zuen poltsiko anitzeko silizio epitaxiaren azalera lautasuna. <0,08 mm. Hobekuntza horien ondoren, bezeroaren poltsikotik poltsikoko pelikularen lodieraren aldakuntza ikaragarri jaitsi zen % 0,69ra, filmaren lodieraren uniformetasunean jauzi kualitatiboa lortuz.

Funtsezko errendimendu-neurrien konparaketa

II. Bezeroaren aurrekariak: koherentzia handiko produkzio epitaxial irtenbideak bilatzen

Nukleoaren ikuspegia: tamaina handiko eta poltsiko anitzeko silizio epitaxiaren fabrikazioan, suszeptoreen deformazio txikiak ere handitzen dira txiparen errendimendu-galera garestiekin.

Lankidetza honetako bezeroa 8 hazbeteko/12 hazbeteko potentzia-gailu eta silizio epitaxialen galdategi bat da, batez ere tentsio handiko MOSFETetan, IGBTetan eta automobilgintzako elektronikan erabiltzen diren film lodiko silizio epitaxial obleak fabrikatzen ditu. Beheko bezeroek txiparen parametro elektrikoetan gero eta koherentzia zorrotzagoa eskatzen dutenez, geruza epitaxialaren lodiera eta erresistentzia-uniformitatea oinarrizko metrika bihurtu dira obleen epitaxiaren kalitatea ebaluatzeko. Bezeroak poltsiko anitzeko CVD silizio epitaxi-erreaktoreak erabiltzen ditu silizio-oblea bat baino gehiago aldi berean prozesatzeko gai diren exekuzio bakarrean. Hala eta guztiz ere, tenperatura altuko ziklo termikoaren eta gas-fluxuaren higaduraren ondorioz, beren jatorrizko grafitoaren suszeptoreek ezin izan zituzten bete zehaztasun handiko prozesu-eskakizunak poltsikotik poltsikoko aldakuntzari eta lautasunari buruz.

III. Erronkak eta minak: poltsikotik poltsikoko aldakuntza handiak filmaren lodiera ez-uniformitatea eragiten du

Nukleoaren ikuspegia: grafitoaren suszeptoreen lautasun-perdoiek zuzenean eten egiten dituzte kondukzio termikoa eta gas-fluxuaren eremuaren banaketa CVD labearen barruan, eta lodiera-aldaera handiak eragiten dituzte poltsikoen artean.

CVD silizio epitaxialaren hazkuntzan, gas aitzindariak (adibidez, SiHCl3/SiH4) tenperatura altuetan metatzen dira obleen gainazalean kristal bakarreko geruza epitaxial bat osatzeko. Grafitoaren suszeptoreak eramaile gisa jarduten ez ezik, paper garrantzitsua ere betetzen du bero-eroapen uniformean eta fluxu-eremuaren gidan. Bezeroak izan dituen oztopo tekniko espezifikoak honakoak izan dira:

1. Filmaren lodiera poltsikotik poltsikoko aldakuntza % 1,4ra iritsi zen, obleen uniformetasun orokorra eraginez

Erabilera luzearen ondoren gainazaleko mikro-deformazioen ondorioz, bezeroaren jatorrizko poltsiko anitzeko grafito suszeptoreek poltsikoen sakoneran eta erradiazio termikoaren eraginkortasunean desberdintasun txikiak erakusten zituzten poltsiko indibidualen artean. Benetako neurketek poltsikotik poltsikoko aldakuntza-datuak %1,4raino iritsi ziren. Desadostasun horrek zuzenean lote bereko poltsiko desberdinetan jarritako siliziozko obleetan geruza epitaxialeko hazkuntza-tasa ez-koherenteak ekarri zituen, eta ondorioz, filmaren lodiera gehiegizko desbideraketa izan zen.

2. Susceptor lautasuna <0,20 mm-tik beherako muga-eremu termikoa eta fluxu-eremuaren turbulentzia eragindakoa

Jatorrizko suszeptoreen lautasuna <0,20 mm-ko mailan soilik mantendu zitekeen. 1100°C-1200°C-ko tenperatura altuko epitaxia inguruneetan, gainazal irregular batek erreakzionatzen duen gas-fluxuak zurrunbilo lokalizatuak sortzen ditu, suszeptorearen eta indukzio-berogailuaren artean hutsune ez-uniformeak sortzen dituen bitartean. Honek gero eremu termiko ez-uniformeak eragin zituen gainazalean, filmaren lodieraren gorabeherak okerrera eginez.

Mina puntuak eta mekanismo teknikoaren analisia

IV. VeTek Pertsonalizatutako Irtenbidea: CVD Flow Field Simulazioa eta Doitasun Ultra-Altuko Tresnen Optimizazioa

Nukleoaren ikuspuntua: fluxua eta eremu termikoak optimizatzea zenbakizko simulazioaren bidez, mikra mailako doitasuneko CNC mekanizazioarekin eta purutasun handiko CVD SiC estaldura trinkoarekin konbinatuta, funtsean suszeptorearen errendimendua birmoldatzen du.

Bezeroaren poltsikotik poltsikoko aldakuntza eta lautasun-lepoak konpontzeko, VeTek Semiconductor ingeniaritza taldeak tokiko ebaluazioak egin zituen, erreaktoreen parametro operatiboak atera zituen eta guztiz pertsonalizatutako optimizazio irtenbide bat diseinatu zuen:

VeTek Semiconductor Doitasun Aurreratuko Mekanizazio, Gela Garbi eta Kalitate Kontrolerako Instalazioak

1. CVD Labearen Barne Fluxua eta Eremu Termikoaren Simulazioa

ANSYS Fluent erabiliz, 3D zenbakizko simulazioak egin dira gas-fluxuaren abiadura, muga-geruzaren lodiera eta erradiazio termikoko bero-transferentzia CVD erreaktorearen barruan. Modelizazio-analisietan oinarrituta, poltsikoko ertzaren trantsizio-erradioak eta suszeptorearen gainazaleko gasak gidatzen dituzten zirrikitu-egiturak birdiseinatu ziren, gas erreaktiboak patrika bakoitzaren gainean fluxu laminarraren erregimen oso koherentea mantentzeko eta lokalizatutako zurrunbiloak ezabatuz.

2. Zehaztasun handiko grafito-substratuaren mekanizazioa eta erreminten optimizazioa

Dentsitate handiko eta purutasun handiko grafito isoestatiko isotropikoa hautatu zen substraturako material gisa, 5 ardatzeko CNC doitasuneko mekanizazio tresneria berrituarekin batera. Tentsioaren tentsioaren kontrola eta erremintaren ibilbideak prozesatzeko garaian hobetuz, mekanizatu osteko suszeptore lautasuna zorrozki kontrolatu zen <0,20 mm-tik <0,15 mm-ra, goi-mailako suszeptoreen gainazalek <0,08 mm-ko aurrerapen lautasuna lortuz.

3. Garbitasun handiko CVD SiC estaldura teknologia jabeduna

Lodiera uniformeko α-SiC estaldura oso trinkoa grafitoko substratuaren gainazalean hazi zen Lurrun Kimikoen Deposizioaren (CVD) bidez. Estaldurak % 99,999rainoko purutasuna du (5N-6N kalifikazioa), eroankortasun termiko handia eta hidrogeno kloruro beroaren (HCl) gasaren korrosioarekiko erresistentzia du. Ederki bat egiten du grafitozko substratuaren hedapen termikoaren koefizientearekin (CTE), zero mikro-pitzadura edo delaminazioa bermatuz ziklo termiko azkarrean.

Irtenbide teknikoa eta errendimenduaren abantailak

Propietate fisiko nagusiak, SEM lodieraren uniformetasuna eta CVD SiC estalduraren purutasun ultra-altuko analisia

V. Emaitzak eta datuak: Gertakariekin eta neurri kuantifikagarriekin hitz egitea

Oinarrizko ikuspegia: neurtutako eremuko datuek frogatzen dute suszeptoreen lautasunaren optimizazioa zuzenean itzultzen dela film epitaxialaren poltsikotik poltsikoko aldakuntzaren %50,7ko murrizketa nabarmenean.

Pieza zaharrak VeTek Semiconductor-en poltsiko anitzeko silizio epitaxia grafito suszeptore optimizatuekin ordezkatu ondoren, bezeroak 30 eguneko etengabeko bolumen handiko ekoizpenaren jarraipena egin zuen bere linean. Bildutako benetako kalitatea hobetzeko datuek honako hauek dira:

1. Filmaren lodiera poltsikotik poltsikoen aldakuntza % 0,69ra murriztu da

Bezeroaren neurtutako produkzio-datuek erakutsi zuten poltsikotik poltsikoko aldakuntza nabarmen jaitsi zela %1,4tik %0.69ra, %50,7ko murrizketa orokorra lortuz. Horrek izugarri murriztu zituen hazkunde-tasaren aldeak poltsiko ezberdinetan.

2. Susceptor gainazaleko lautasuna aurrerapena <0,08 mm-ra arte

Fluxu-eremuaren optimizazioaren eta doitasun handiko tresnen bidez, masan ekoitzitako suszeptoreek etengabe lautasuna lortu zuten <0,15 mm-ko barruan, goi-mailako suszeptoreek <0,08 mm-ko modu egonkorrean sakatuz, industria-arau estandarrak asko gaindituz.

3. Hobekuntza nabarmenak Filmaren lodieraren uniformetasunean eta etekin orokorran

Eremu termiko eta fluxu oso egonkorrei esker, geruza epitaxialaren erresistentzia- eta lodiera-uniformitate-neurriak kalitate oneko tarteetan sartu ziren. Galdaketaren A-mailako obleen etekin-tasa % 3,5 handitu zen gutxi gorabehera, eta urtero ehunka mila RMB aurrezten zituzten obleen kostuetan.

VI. Maiz egiten diren galderak (FAQ)

1.G.: Zergatik du poltsiko anitzeko silizio epitaxia grafito suszeptore baten lautasunak hain eragin handia filmaren lodieraren uniformetasunean?

Erantzuna:Tenperatura altuko CVD prozesuetan, siliziozko obleak batez ere eroankortasun termikoaren eta suszeptorearen erradiazio termikoaren bidez berotzen dira. Susceptor lautasuna eskasa bada (adibidez, > 0,20 mm), suszeptorearen eta azpiko berogailuaren artean hutsune irregularrak sortzen ditu, tenperatura-aldaketa lokalizatuak eraginez. Aldi berean, gainazal irregular batek gas erreaktiboen fluxu laminarra eten egiten du, gasen kontzentrazio eta abiaduraren gorabeheren lokalizatuak eraginez, zeinak zuzenean poltsikotik poltsikoko pelikularen lodieraren aldaerak direla.

2.G.: Zein da VeTek-en CVD SiC estalitako grafito suszeptoreek?

Erantzuna:VeTek-ek purutasun ultra-altuko CVD silizio-karburozko estaldurak erabiltzen ditu grafitoaren substratuarekin bat datorren CTE zehatzarekin diseinatuta. 1200 °C tenperatura altuko eta H2/HCl atmosfera korrosiboen azpian, shock termikoen erresistentzia eta inertetasun kimiko paregabeak erakusten ditu, normalean zerbitzu-bizitza % 30 eta % 50 luzatuz industria estalitako suszeptore estandarrekin alderatuta.

3.G.: VeTek-ek ingeniaritza pertsonalizatua eskain al dezake CVD epitaxia erreaktoreen eredu pertsonalizatuak baditugu?

Erantzuna:Bai. VeTek-ek CVD fluxua/eremu termikoa simulatzeko gaitasun osoak ditu eta doitasuneko CNC prozesatzeko kate bat ditu. 1:1 alderantzizko ingeniaritza edo egitura-optimizazioa egin dezakegu bezeroak emandako labearen dimentsioetan, aire-fluxuaren parametroetan edo ondarearen suszeptoreen marrazkietan oinarrituta.

4.G.: Nola babesten da zehaztasun susceptor lautasuna garraio-kalteetatik bidalketan zehar?

Erantzuna:Susceptor produktu guztiek ultrasoinuen garbiketa eta estatikoen aurkako ontziratzea egiten dute 1000 Klaseko gela garbietan. Barrualdea dentsitate handiko EVA kolpeak xurgatzeko modulu pertsonalizatuak erabiliz bermatzen da, eta kanpoaldea esportazio-mailako egurrezko kaxetan ontziratuta dago, zero inpaktuko entrega bermatuz.

VII. Ondorioa

Oinarrizko ikuspegia: kalitate handiko erreminta mekaniko eta termodinamiko erdieroaleen osagaiek inbertsio zuzena suposatzen dute galdaketaren lehiakortasuna hobetzeko.

CVD fluxuaren eremuaren simulazioa, doitasun-tresnen kontrola eta CVD SiC estalduraren optimizazioa poltsiko anitzeko silizio epitaxia grafitoaren suszeptoreetan ezarriz, VeTek Semiconductor-ek arrakastaz lagundu zion bezeroari filmaren lodiera poltsikotik %1,4tik %0,69ra murrizten, filmaren lodiera ez-uniformearen aspaldiko erronka ezin hobeto konponduz.

Mina teknikoko puntuak ere aurkitzen badituzu, hala nola, geruza epitaxialaren ez-uniformitatea, grafitoaren suszeptorearen deformazioa, poltsikotik poltsikoen aldakuntza handia edo CVD estaldura zuritzea, jarri harremanetan VeTek Semiconductor adituen talde teknikoarekin doako fluxuaren eremuaren ebaluazioa eta optimizazio plan pertsonalizatua jasotzeko!