جيئن اسان ڄاڻون ٿا، سيمي ڪنڊڪٽر فيلڊ ۾، سنگل ڪرسٽل سلڪون (Si) دنيا ۾ سڀ کان وڏي پيماني تي استعمال ٿيل ۽ وڏي مقدار ۾ سيمي ڪنڊڪٽر بنيادي مواد آهي. في الحال، 90 سيڪڙو کان وڌيڪ سيمي ڪنڊڪٽر پروڊڪٽس سلڪون تي ٻڌل مواد استعمال ڪندي ٺاهيا ويا آهن. جديد توانائي جي ميدان ۾ اعلي طاقت ۽ اعلي وولٹیج ڊوائيسز جي وڌندڙ مطالبن سان، سيمي ڪنڊڪٽر مواد جي اهم پيٽرولن جهڙوڪ بينڊ گيپ جي چوٽي، بريڪ ڊائون برقي فيلڊ جي طاقت، اليڪٽران سنترپشن جي شرح، ۽ حرارتي چالکائي لاء وڌيڪ سخت ضرورتن کي اڳتي وڌايو ويو آهي. هن حالت ۾، وسيع bandgap semiconductor مواد جي نمائندگيsilicon carbide(SiC) اعلي طاقت جي کثافت واري ايپليڪيشنن جي پياري طور تي ظاهر ٿيو آهي.
هڪ مرڪب سيمي ڪنڊڪٽر جي طور تي،silicon carbideفطرت ۾ انتهائي ناياب آهي ۽ معدني moissanite جي صورت ۾ ظاهر ٿئي ٿو. في الحال، دنيا ۾ وڪرو لڳ ڀڳ سڀ سلکان ڪاربائڊ مصنوعي طور تي ٺهيل آهي. Silicon carbide اعلي سختي، اعلي حرارتي چالکائي، سٺي حرارتي استحڪام، ۽ اعلي نازڪ خرابي برقي فيلڊ جا فائدا آهن. اهو اعلي وولٹیج ۽ اعلي-پاور semiconductor ڊوائيسز ٺاهڻ لاء هڪ مثالي مواد آهي.
تنهن ڪري، سلڪون ڪاربائيڊ پاور سيمڪڊڪٽر ڊوائيسز ڪيئن ٺاهيا ويا آهن؟
سلکان ڪاربائيڊ ڊيوائس جي پيداوار جي عمل ۽ روايتي سلکان جي بنياد تي پيداوار جي عمل جي وچ ۾ ڇا فرق آهي؟ هن مسئلي کان شروع ڪندي، "جي باري ۾ شيونSilicon ڪاربائڊ ڊيوائسپيداوار” راز هڪ هڪ ڪري ظاهر ڪندو.
I
سلکان ڪاربائيڊ ڊيوائس جي پيداوار جي عمل جو وهڪرو
سلکان ڪاربائڊ ڊوائيسز جي پيداوار جو عمل عام طور تي سلکان تي ٻڌل ڊوائيسز سان ملندڙ جلندڙ آهي، خاص طور تي فوٽوولوگرافي، صفائي، ڊاپنگ، ايچنگ، فلم ٺهڻ، پتلي ڪرڻ ۽ ٻيا عمل شامل آهن. ڪيترائي پاور ڊيوائس ٺاهيندڙ سلکان ڪاربائيڊ ڊوائيسز جي پيداوار جي ضرورتن کي پورا ڪري سگهن ٿا انهن جي پيداوار جي لائينن کي اپ گريڊ ڪندي سلکان جي بنياد تي پيداوار جي عمل جي بنياد تي. بهرحال، سلکان ڪاربائيڊ مواد جي خاص ملڪيتن جو اندازو لڳايو ويو آهي ته ان جي ڊوائيس جي پيداوار ۾ ڪجهه عملن کي خاص ترقي لاء مخصوص سامان تي ڀروسو ڪرڻ جي ضرورت آهي ته سلکان ڪاربائڊ ڊوائيسز کي تيز وولٹیج ۽ تيز ڪرنٽ کي منهن ڏيڻ جي قابل بڻائي.
II
سلکان ڪاربائيڊ خاص پروسيس ماڊلز جو تعارف
سلکان ڪاربائيڊ خاص پروسيس ماڊلز خاص طور تي انجيڪشن ڊوپنگ، دروازي جي جوڙجڪ جي جوڙجڪ، مورفولوجي ايچنگ، ميٽيلائيزيشن، ۽ ٿڪڻ واري عمل کي ڍڪيندا آهن.
(1) انجيڪشن ڊوپنگ: سلڪون ڪاربائيڊ ۾ ڪاربان-سلڪون بانڊ جي اعلي توانائي جي ڪري، نجاست جوهر سلکان ڪاربائيڊ ۾ ڦهلائڻ ڏکيو آهي. جڏهن سلڪون ڪاربائڊ ڊوائيسز تيار ڪري رهيا آهن، پي اين جنڪشن جي ڊوپنگ صرف اعلي درجه حرارت تي آئن امپلانٽيشن ذريعي حاصل ڪري سگهجي ٿي.
ڊوپنگ عام طور تي ناپاڪ آئنز جهڙوڪ بورون ۽ فاسفورس سان ڪئي ويندي آهي، ۽ ڊاپنگ جي کوٽائي عام طور تي 0.1μm ~ 3μm هوندي آهي. هاءِ انرجي آئن امپلانٽيشن خود سلڪون ڪاربائيڊ مواد جي لڪي ساخت کي تباهه ڪري ڇڏيندي. آئن امپلانٽيشن جي ڪري لڪي نقصان جي مرمت ڪرڻ ۽ مٿاڇري جي خرابي تي اينيلنگ جي اثر کي ڪنٽرول ڪرڻ لاءِ تيز گرمي پد جي اينيلنگ جي ضرورت آهي. بنيادي عمل اعلي-درجه حرارت آئن امپلانٽيشن ۽ اعلي درجه حرارت اينيلنگ آهن.
شڪل 1 آئن امپلانٽيشن جو اسڪيميٽڪ ڊراگرام ۽ تيز درجه حرارت اينيلنگ اثرات
(2) گيٽ جي جوڙجڪ ٺاھڻ: SiC/SiO2 انٽرفيس جي معيار تي چينل لڏپلاڻ ۽ MOSFET جي دروازي جي اعتبار تي وڏو اثر آھي. اهو ضروري آهي ته مخصوص گيٽ آڪسائيڊ ۽ پوسٽ آڪسائيڊشن اينيلنگ پروسيس کي ترقي ڪرڻ لاءِ SiC/SiO2 انٽرفيس تي ٻرندڙ بانڊن کي خاص ايٽمز (جهڙوڪ نائٽروجن ايٽمس) سان معاوضو ڏيڻ لاءِ اعليٰ معيار جي SiC/SiO2 انٽرفيس جي ڪارڪردگي گهرجن کي پورو ڪرڻ لاءِ. ڊوائيسز جي لڏپلاڻ. بنيادي عمل گيٽ آڪسائيڊ تيز گرمي آڪسائيڊشن، LPCVD، ۽ PECVD آهن.
شڪل 2 عام آڪسائيڊ فلم جي جمع ۽ تيز درجه حرارت جي آڪسائيڊشن جو اسڪيمي ڊراگرام
(3) مورفولوجي ايچنگ: سلڪون ڪاربائيڊ مواد ڪيميائي محلولن ۾ غير فعال آهن، ۽ درست مورفولوجي ڪنٽرول صرف خشڪ ايچنگ طريقن سان حاصل ڪري سگهجي ٿو. ماسڪ مواد، ماسڪ ايچنگ جي چونڊ، مخلوط گيس، سائڊ وال ڪنٽرول، ايچنگ جي شرح، سائڊ وال جي خرابي، وغيره کي سلکان ڪاربائيڊ مواد جي خاصيتن جي مطابق ترقي ڪرڻ جي ضرورت آهي. بنيادي عمل ٿلهي فلم جي جمع، فوٽووليٿگرافي، ڊائيلڪٽرڪ فلم سنکنرن، ۽ خشڪ ايچنگ عمل آهن.
شڪل 3 سلکان ڪاربائڊ ايچنگ جي عمل جو اسڪيميٽڪ ڊراگرام
(4) Metallization: ڊوائيس جو ماخذ اليڪٽرروڊ دھات جي ضرورت آهي ته جيئن سلکان ڪاربائڊ سان سٺي گهٽ مزاحمتي اوهمڪ رابطي ٺاهي. اهو نه صرف ڌاتو جي جمع ڪرڻ واري عمل کي منظم ڪرڻ ۽ ڌاتو-سيمڪنڊڪٽر رابطي جي انٽرفيس جي حالت کي ڪنٽرول ڪرڻ جي ضرورت آهي، پر پڻ اسڪوٽي رڪاوٽ جي اوچائي کي گهٽائڻ ۽ دھات-سلڪون ڪاربائڊ اوهمڪ رابطي کي حاصل ڪرڻ لاء اعلي درجه حرارت اينيلنگ جي ضرورت آهي. بنيادي عمل آهن ڌاتو ميگنيٽران اسپٽرنگ، اليڪٽران بيم evaporation، ۽ تيز تھرمل اينيلنگ.
شڪل 4 ميگنيٽران اسپٽرنگ اصول ۽ ميٽيلائيزيشن اثر جو اسڪيميٽڪ ڊراگرام
(5) ٿلهي ڪرڻ جو عمل: سلڪون ڪاربائيڊ مواد ۾ اعليٰ سختي، اعليٰ ٿلهي ۽ گهٽ ڀڃڻ جي سختي جا خاصيتون آهن. ان جي پيسڻ واري عمل ۾ مواد جي ڀڃي ڀڃڻ جو خطرو آهي، جنهن جي ڪري ويفر جي مٿاڇري ۽ ذيلي سطح کي نقصان پهچايو ويندو آهي. سلکان ڪاربائيڊ ڊوائيسز جي پيداوار جي ضرورتن کي پورا ڪرڻ لاء نئين پيسڻ واري عمل کي ترقي ڪرڻ جي ضرورت آهي. بنيادي عمل آهن پيسڻ واري ڊسڪ کي ٿلهي ڪرڻ، فلم اسٽيڪنگ ۽ پيلنگ وغيره.
شڪل 5 ويفر گرائنڊنگ/ٿننگ اصول جو اسڪيميٽڪ ڊراگرام
پوسٽ ٽائيم: آڪٽوبر-22-2024