Невидливото тесно грло во растот на SiC: Зошто 7N масовната CVD SiC суровина го заменува традиционалниот прав

Во светот на полупроводниците од силициум карбид (SiC), најголем дел од центарот на вниманието свети на 8-инчните епитаксијални реактори или сложеноста на полирањето на нафора. Меѓутоа, ако го следиме синџирот на снабдување на самиот почеток - внатре во печката за транспорт на физичка пареа (PVT) - тивко се случува фундаментална „материјална револуција“.

Со години, синтетизираниот прав SiC е главна работа во индустријата. Но, како што побарувачката за високи приноси и подебели кристали станува речиси опсесивна, физичките ограничувања на традиционалниот прав достигнуваат точка на кршење. Ова е причината зошто7N Масовно CVD SiC суровинасе пресели од периферијата во центарот на техничките дискусии.

Што всушност значат дополнителни две „деветки“?
Кај полупроводничките материјали, скокот од 5N (99,999%) на 7N (99,99999%) може да изгледа како мала статистичка промена, но на атомско ниво, тоа е целосно менување на играта.

Традиционалните прашоци често се борат со металните нечистотии во трагови кои се внесуваат за време на синтезата. Спротивно на тоа, масовниот материјал произведен преку хемиско таложење на пареа (CVD) може да ги намали концентрациите на нечистотијата до нивото на делови на милијарда (ppb). За оние што одгледуваат полуизолациски кристали со висока чистота (HPSI), ова ниво на чистота не е само суета метрика - тоа е неопходност. Ултра ниската содржина на азот (N) е примарен фактор што диктира дали подлогата може да ја одржи високата отпорност потребна за тешки RF апликации.

Решавање на загадувањето на „јаглеродна прашина“: физичко решение за дефекти на кристалите

Секој кој поминал време околу печка за раст на кристали знае дека „вклучувањата на јаглерод“ се крајниот кошмар.

Кога се користи прав како извор, температурите над 2000°C често предизвикуваат графитизирање или колапс на фините честички. Овие ситни, незакотвени честички „јаглероден прав“ може да се носат со струи на гас и да слетаат директно на интерфејсот за раст на кристалот, создавајќи дислокации или подмножества кои ефикасно ја отфрлаат целата обланда.

Материјалот CVD-SiC на големо функционира поинаку. Неговата густина е речиси теоретска, што значи дека се однесува повеќе како блок од мраз што се топи отколку како куп песок. Се сублимира подеднакво од површината, физички отсекувајќи го изворот на прашина. Оваа средина за „чист раст“ ја обезбедува основната стабилност потребна за да се поттикнат приносите на кристалите со голем дијаметар од 8 инчи.

Кинетика: Пробивање на ограничувањето на брзината од 0,8 mm/h

Стапката на раст долго време е „Ахилова пета“ на продуктивноста на SiC. Во традиционалните поставки, стапките обично се движат помеѓу 0,3 - 0,8 mm/h, со што циклусите на раст траат една недела или повеќе.

Зошто префрлањето на рефус материјал може да ги поттикне овие стапки до 1,46 mm/h? Се сведува на ефикасноста на пренос на маса во термичкото поле:

1. Оптимизирана густина на пакување:Структурата на најголемиот материјал во садот помага да се одржи постабилен и поостри температурен градиент. Основната термодинамика ни кажува дека поголем градиент обезбедува посилна движечка сила за транспорт на гасна фаза.

2. Стоихиометриска рамнотежа:Материјалот се возвишува попредвидливо, измазнувајќи ја вообичаената главоболка да се биде „богат со Si“ на почетокот на растот и „богат со С“ кон крајот.

Оваа вродена стабилност им овозможува на кристалите да растат подебели и побрзо без вообичаената размена во квалитетот на структурата.

Заклучок: Неизбежност за ерата на 8 инчи

Бидејќи индустријата целосно се насочува кон производство од 8 инчи, маргината за грешка исчезна. Преминот кон наливни материјали со висока чистота повеќе не е само „експериментална надградба“ - тоа е логична еволуција за производителите кои бараат резултати со висок принос и висок квалитет.

Преместувањето од пудра во рефус е повеќе од само промена во обликот; тоа е фундаментална реконструкција на PVT процесот од дното нагоре.