ווי מיר וויסן, אין די סעמיקאַנדאַקטער פעלד, איין קריסטאַל סיליציום (Si) איז די מערסט וויידלי געניצט און גרעסטער-באַנד סעמיקאַנדאַקטער יקערדיק מאַטעריאַל אין דער וועלט. דערווייַל, מער ווי 90% פון סעמיקאַנדאַקטער פּראָדוקטן זענען מאַניאַפאַקטשערד ניצן סיליציום-באזירט מאַטעריאַלס. מיט די ינקריסינג פאָדערונג פֿאַר הויך-מאַכט און הויך-וואָולטידזש דעוויסעס אין די מאָדערן ענערגיע פעלד, מער סטרינדזשאַנט רעקווירעמענץ זענען שטעלן פאָרויס פֿאַר שליסל פּאַראַמעטערס פון סעמיקאַנדאַקטער מאַטעריאַלס אַזאַ ווי באַנדגאַפּ ברייט, ברייקדאַון עלעקטריק פעלד שטאַרקייַט, עלעקטראָן זעטיקונג קורס און טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי. אונטער דעם ומשטאַנד, ברייט באַנדגאַפּ סעמיקאַנדאַקטער מאַטעריאַלס רעפּריזענטיד דורךסיליציום קאַרבידע(SiC) האָבן ימערדזשד ווי די ליבלינג פון הויך-מאַכט געדיכטקייַט אַפּלאַקיישאַנז.
ווי אַ קאַמפּאַונד סעמיקאַנדאַקטער,סיליציום קאַרבידעאיז גאָר זעלטן אין נאַטור און אויס אין די פאָרעם פון די מינעראַל מאָיססאַניטע. דערווייַל, כּמעט אַלע סיליציום קאַרבידע סאָלד אין דער וועלט איז אַרטאַפישאַלי סינטאַסייזד. סיליציום קאַרבידע האט די אַדוואַנטידזשיז פון הויך כאַרדנאַס, הויך טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי, גוט טערמאַל פעסטקייַט און הויך קריטיש ברייקדאַון עלעקטריק פעלד. עס איז אַן אידעאל מאַטעריאַל פֿאַר מאכן הויך-וואָולטידזש און הויך-מאַכט סעמיקאַנדאַקטער דעוויסעס.
אַזוי, ווי זענען מאַניאַפאַקטשערד סיליציום קאַרבידע מאַכט סעמיקאַנדאַקטער דעוויסעס?
וואָס איז די חילוק צווישן די מאַנופאַקטורינג פּראָצעס פון סיליציום קאַרבידע מיטל און די טראדיציאנעלן סיליציום-באזירט מאַנופאַקטורינג פּראָצעס? סטאַרטינג פון דעם אַרויסגעבן, "טהינגס וועגןסיליציום קאַרבידע מיטלמאַנופאַקטורינג" וועט אַנטדעקן די סיקריץ איינער דורך איינער.
I
פּראָצעס לויפן פון סיליציום קאַרבידע מיטל מאַנופאַקטורינג
דער מאַנופאַקטורינג פּראָצעס פון סיליציום קאַרבידע דעוויסעס איז בכלל ענלעך צו אַז פון סיליציום-באזירט דעוויסעס, דער הויפּט אַרייַנגערעכנט פאָטאָליטאָגראַפי, רייניקונג, דאָפּינג, עטשינג, פילם פאָרמירונג, טינינג און אנדערע פּראַסעסאַז. פילע מאַכט מיטל מאַניאַפאַקטשערערז קענען טרעפן די מאַנופאַקטורינג באדערפענישן פון סיליציום קאַרבידע דעוויסעס דורך אַפּגריידינג זייער פּראָדוקציע שורות באזירט אויף די סיליציום-באזירט מאַנופאַקטורינג פּראָצעס. אָבער, די ספּעציעל פּראָפּערטיעס פון סיליציום קאַרבידע מאַטעריאַלס באַשטימען אַז עטלעכע פּראַסעסאַז אין זייַן מיטל מאַנופאַקטורינג דאַרפֿן צו פאַרלאָזנ אויף ספּעציפיש ויסריכט פֿאַר ספּעציעל אַנטוויקלונג צו געבן סיליציום קאַרבידע דעוויסעס צו וויטסטאַנד הויך וואָולטידזש און הויך קראַנט.
II
הקדמה צו סיליציום קאַרבידע ספּעציעלע פּראָצעס מאַדזשולז
די סיליציום קאַרבידע ספּעציעלע פּראָצעס מאַדזשולז דער הויפּט דעקן ינדזשעקשאַן דאָפּינג, פאָרמינג טויער סטרוקטור, מאָרפאָלאָגי עטשינג, מעטאַליזאַטיאָן און טינינג פּראַסעסאַז.
(1) ינדזשעקשאַן דאָפּינג: רעכט צו דער הויך טשאַד-סיליציום בונד ענערגיע אין סיליציום קאַרבידע, טומע אַטאָמס זענען שווער צו דיפיוז אין סיליציום קאַרבידע. ווען פּריפּערינג סיליציום קאַרבידע דעוויסעס, די דאָפּינג פון פּן דזשונקטיאָנס קענען זיין אַטשיווד בלויז דורך יאָן ימפּלאַנטיישאַן אין הויך טעמפּעראַטור.
דאָפּינג איז יוזשאַוואַלי געטאן מיט טומע ייאַנז אַזאַ ווי באָראָן און פאַספעראַס, און די דאָפּינג טיפקייַט איז יוזשאַוואַלי 0.1μם ~ 3μם. הויך-ענערגיע יאָן ימפּלאַנטיישאַן וועט צעשטערן די לאַטאַס סטרוקטור פון די סיליציום קאַרבידע מאַטעריאַל זיך. הויך-טעמפּעראַטור אַנילינג איז פארלאנגט צו פאַרריכטן די לאַטאַס שעדיקן געפֿירט דורך יאָן ימפּלאַנטיישאַן און קאָנטראָלירן די ווירקונג פון אַנילינג אויף ייבערפלאַך ראַפנאַס. די האַרץ פּראַסעסאַז זענען הויך-טעמפּעראַטור יאָן ימפּלאַנטיישאַן און הויך-טעמפּעראַטור אַנילינג.
פיגורע 1 סכעמאַטיש דיאַגראַמע פון יאָן ימפּלאַנטיישאַן און הויך-טעמפּעראַטור אַנילינג יפעקץ
(2) טויער סטרוקטור פאָרמירונג: די קוואַליטעט פון די SiC / SiO2 צובינד האט אַ גרויס השפּעה אויף די קאַנאַל מיגראַטיאָן און טויער רילייאַבילאַטי פון MOSFET. עס איז נייטיק צו אַנטוויקלען ספּעציפיש גייט אַקסייד און נאָך-אַקסאַדיישאַן אַנילינג פּראַסעסאַז צו פאַרגיטיקן די דאַנגגינג קייטן ביי די SiC/SiO2 צובינד מיט ספּעציעל אַטאָמס (אַזאַ ווי ניטראָגען אַטאָמס) צו טרעפן די פאָרשטעלונג רעקווירעמענץ פון הויך-קוואַליטעט SiC/SiO2 צובינד און הויך קוואַליטעט. מייגריישאַן פון דעוויסעס. די האַרץ פּראַסעסאַז זענען טויער אַקסייד הויך-טעמפּעראַטור אַקסאַדיישאַן, LPCVD און PECVD.
פיגורע 2 סכעמאַטיש דיאַגראַמע פון פּראָסט אַקסייד פילם דעפּאַזישאַן און הויך-טעמפּעראַטור אַקסאַדיישאַן
(3) מאָרפאָלאָגי עטשינג: סיליציום קאַרבידע מאַטעריאַלס זענען ינערט אין כעמיש סאָלוואַנץ, און גענוי מאָרפאָלאָגי קאָנטראָל קענען זיין אַטשיווד בלויז דורך טרוקן עטשינג מעטהאָדס; מאַסקע מאַטעריאַלס, מאַסקע עטשינג סעלעקציע, געמישט גאַז, סידעוואַלל קאָנטראָל, עטשינג קורס, סיידוואַלל ראַפנאַס, אאז"ו ו, דאַרפֿן צו זיין דעוועלאָפּעד לויט די קעראַקטעריסטיקס פון סיליציום קאַרבידע מאַטעריאַלס. די האַרץ פּראַסעסאַז זענען דין פילם דעפּאַזישאַן, פאָטאָליטאָגראַפי, דיעלעקטריק פילם קעראָוזשאַן און טרוקן עטשינג פּראַסעסאַז.
פיגורע 3 סכעמאַטיש דיאַגראַמע פון סיליציום קאַרבידע עטשינג פּראָצעס
(4) מעטאַלליזאַטיאָן: די מקור ילעקטראָוד פון די מיטל ריקווייערז מעטאַל צו פאָרעם אַ גוט נידעריק-קעגנשטעליק אָהמיק קאָנטאַקט מיט סיליציום קאַרבידע. דאָס ניט בלויז ריקווייערז רעגיאַלייטינג די מעטאַל דעפּאַזישאַן פּראָצעס און קאַנטראָולינג די צובינד שטאַט פון די מעטאַל-סעמיקאַנדאַקטער קאָנטאַקט, אָבער אויך ריקווייערז הויך-טעמפּעראַטור אַנילינג צו רעדוצירן די סטשאָטטקי שלאַבאַן הייך און דערגרייכן מעטאַל-סיליציום קאַרבידע אָמיק קאָנטאַקט. די האַרץ פּראַסעסאַז זענען מעטאַל מאַגנטראָן ספּוטערינג, עלעקטראָן שטראַל יוואַפּעריישאַן און גיך טערמאַל אַנילינג.
פיגורע 4 סכעמאַטיש דיאַגראַמע פון מאַגנטראָן ספּוטערינג פּרינציפּ און מעטאַליזאַטיאָן ווירקונג
(5) טינינג פּראָצעס: סיליציום קאַרבידע מאַטעריאַל האט די טשאַראַקטעריסטיקס פון הויך כאַרדנאַס, הויך בריטטלענעסס און נידעריק בראָך טאַפנאַס. זייַן גרינדינג פּראָצעס איז פּראָנע צו פאַרשאַפן קרישלדיק בראָך פון דעם מאַטעריאַל, קאָזינג שעדיקן צו די ווייפער ייבערפלאַך און סאַב-ייבערפלאַך. ניו גרינדינג פּראַסעסאַז דאַרפֿן צו זיין דעוועלאָפּעד צו טרעפן די מאַנופאַקטורינג באדערפענישן פון סיליציום קאַרבידע דעוויסעס. די האַרץ פּראַסעסאַז זענען טינינג פון גרינדינג דיסקס, פילם סטיקינג און פּילינג, אאז"ו ו.
פיגורע 5 סכעמאַטיש דיאַגראַמע פון ווייפער גרינדינג / טינינג פּרינציפּ
פּאָסטן צייט: 22-2024 אקטאבער