Технологии проекта-18.12.

Views:
 
     
 

Presentation Description

Рост+эпитаксия

Comments

Presentation Transcript

Проект производства полупроводниковых приборов на основе широкозонных полупроводниковых материалов:

Проект производства полупроводниковых приборов на основе широкозонных полупроводниковых материалов Техника и технология производства полупроводниковых приборов на основе карбида кремния (SiC) © ООО «Лаборатория №7», 201 1

Техника роста кристаллов карбида кремния :

Техника роста кристаллов карбида кремния © ООО «Лаборатория №7», 201 1 SiC порошок нагревается посредством индукционного нагрева совместно с графитом до температуры 2300-2500 С. Порошок сублимирует в газообразную форму (Si2C, SiC2 etc). Сеяный кристалл имеет более низкую температуру и газообразный карбид кремния конденсируется на нем, образуя форму буля. Темп роста составляет в среднем 1 мм в час. Схема модифицированного Лэли процесса роста кристаллов карбида кремния (SiC). Крышка Источник индукционного излучения Порошок Тигель Изоляция Сеяный кристалл SiC

Установка для выращивания монокристаллов карбида кремния сублимационным методом (подлежит модернизации):

Установка для выращивания монокристаллов карбида кремния сублимационным методом (подлежит модернизации) © ООО «Лаборатория №7», 201 1

Технические характеристики установки роста кристаллов SiC:

Технические характеристики установки роста кристаллов SiC © ООО «Лаборатория №7», 2011 Метод выращивания карбида кремния - SiC Сублимационный метод Максимальный диаметр кристалла Не менее 50 мм Максимальная температура сублимации до 2600 О С Диаметр тигля для шихты до 110 мм Внутренний диаметр кварцевого ректора 210 мм Внутренний диаметр индуктора 270 мм Выходная максимальная мощность ВЧ генератора До 100 кВт Частота генератора 5-20 кГц Тип генератора Транзисторный (IGBT), водяного охлаждения Коэффициент полезного действия 95% Предельное давление инертного газа в камере не более 1,1х10 5 Па Предельный форвакуум в реакторе при выключенном индукторе не более 2,6 Па Потребляемая мощность установки (без генератора) не более 3 Квт © ООО «Лаборатория №7», 201 1

Обзор методов эпитаксии :

Обзор методов эпитаксии Эпитаксия – выращивание монокристаллической пленки на монокристаллической подложке. Существуют три вида эпитаксии: газо-фазовая эпитаксия (ГФЭ) . Газофазная эпитаксия (ГФЭ) — это эпитаксия кристаллического твердого тела, в которой компоненты растущей пленки доставляются к подложке в виде органических или неорганических соединений в газовой фазе. жидко фазовая эпитаксия (ЖФЭ) . Жидко фазовая эпитаксия (ЖФЭ) – это кристаллизация вещества из пересыщенного расплава. молекулярно-лучевая (МЛЭ). Молекулярно-лучевая эпитаксия (МЛЭ) - это формирование пленок из паровой фазы в сверхвысоком вакууме при давлении 10-10- 10-12 мм.рт.ст . © ООО «Лаборатория №7», 201 1

Описание техники осаждения тонких пленок (эпитаксии) и травления на подложки карбида кремния:

Описание техники осаждения тонких пленок (эпитаксии) и травления на подложки карбида кремния Принцип газофазной эпитаксии с металорганическими прекурсорами (MOCVD) c электронно-циклотронным резонансом используется для роста эпитаксиальных слоев карбида кремния на разрезанные и отполированные подложки карбида кремния. Осаждение тонких пленок осуществляется из газовой фазы с использованием металлорганических соединений ( Metalorganic chemical vapour deposition). © ООО «Лаборатория №7», 201 1 Принцип эпитаксии SiC пластин методом CVD. Прекурсоры переносятся водородом в горячую зону, где осуществляется реакция нанесения тонких пленок

Техника осаждения тонких пленок (эпитаксии) и травления на подложки карбида кремния MOCVD c ЭЦР:

Техника осаждения тонких пленок (эпитаксии) и травления на подложки карбида кремния MOCVD c ЭЦР © ООО «Лаборатория №7», 201 1 магниты подложки SiC

Установка осаждения и травления эпитаксиальных слоев в плазме электронно-циклотронного резонанса :

Установка осаждения и травления эпитаксиальных слоев в плазме электронно-циклотронного резонанса ЭЦР-оборудование - Оборудование и технологии для прецизионного плазмохимического травления и осаждения тонких пленок В данном оборудовании применяется СВЧ плазма в условиях электронного циклотронного резонанса (ЭЦР). Условием такого резонанса является совпадение частоты СВЧ накачки плазмы с собственной частотой вращения электронов плазмы в магнитном поле. Применение ЭЦР плазмы дает целый ряд преимуществ по сравнению с традиционным технологическим оборудованием. © ООО «Лаборатория №7», 201 1

Достоинства ЭЦР плазменного оборудования:

Достоинства ЭЦР плазменного оборудования ЭЦР оборудование обладает рядом уникальных свойств, выделяющих его из ряда стандартного технологического оборудования: низкая энергия частиц, взаимодействующих с образцом (~20 эВ против сотен эВ в другом плазменном оборудовании), что снижает количество повреждений и дефектов обрабатываемых структур; высокая плотность плазмы (на порядок выше чем в стандартном плазменном оборудовании), что обеспечивает большее количество активных частиц в камере реактора; низкое давление в рабочем объеме (0,1–20 мторр против 0,1-10 торр ) и длина свободного пробега частиц порядка размера камеры, что исключает протекание реакций в объеме – при этом все реакции идут на поверхности подложки и не происходит образование кластеров и других паразитный соединений; применение ЭЦР источника в качестве поставщика атомарного азота позволяет избежать использования аммиака при приготовлении содержащих азот структур типа III-V и нитрида кремния, что значительно упрощает работу с установкой и снижает загрязнение окружающей среды; источник плазмы удален от образца, что снижает степень повреждения обрабатываемой тонкопленочной структуры; имеется возможность анизотропного травления с применением ВЧ смещения, что позволяет проводить процессы управляемого физического распыления. © ООО «Лаборатория №7», 201 1

Области применения ЭЦР оборудования::

Области применения ЭЦР оборудования: проведение процессов деликатного и прецизионного травления полупроводниковых структур; проведение процессов анизотропного травления многослойных тонкопленочных структур; создание объектов микромеханики с характерными размерами менее 100 нм; пассивация мощных и малошумящих транзисторов; формирование межслойной и межэлементной изоляции; формирование высококачественных эпитаксиальных гетероструктур типа AlGaN / GaN ; формирование микромеханических сенсоров непосредственно на кристаллах считывающих схем; осаждение алмазоподобных пленок; осаждение алмазоподобных покрытий для различного инструмента; выращивание объемных кристаллов алмаза. © ООО «Лаборатория №7», 201 1

Схематическое изображение ЭЦР установки:

Схематическое изображение ЭЦР установки © ООО «Лаборатория №7», 201 1

Автоматизированная ЭЦР установки для плазмохимической эпитаксии и травления (подлежит модернизации):

Автоматизированная ЭЦР установки для плазмохимической эпитаксии и травления (подлежит модернизации) © ООО «Лаборатория №7», 201 1

Состав установки::

Состав установки: Аналитический узел Камера загрузки Рабочая камера Система транспортировки и крепления образца Каркас - ЭЦР источник Газовый блок Вакуумная система Система охлаждения Система питания Система управления © ООО «Лаборатория №7», 201 1

Макетная установка для эпитаксиального осаждения слоев GaN модифицированным методом MOCVD с применением ЭЦР-источника. :

Макетная установка для эпитаксиального осаждения слоев GaN модифицированным методом MOCVD с применением ЭЦР-источника . © ООО «Лаборатория №7», 201 1

PowerPoint Presentation:

© ООО «Лаборатория №7», 201 1 Технология производства пластин SiC Установка роста методом сублимации Кристалл SiC SiC порошок Распил кристалла на пластины Пластины SiC для эпитаксии ~ 2 цикла в неделю Процесс распила Процесс роста Процесс шлифования ~ 2 0 мм полезной высоты ~ 20 пластин из 1 кристалла ~ 300 мкм в час

PowerPoint Presentation:

Рост кристалла кристалл пластина Эпитаксия Резка/Шлифование/ полировка SiC пластина после эпитаксии Фронт енд Обработка лицевой стороны Микрочипы на пластине Крепление чипа на подложке Силовой модуль Методы: Сублимация; HT-CVD; LPE; VLS Бэк енд Обработка обратной стороны 0 уровень Бэк енд Обработка обратной стороны 1 уровень Прибор в корпусе Индексирование , упаковка, корпусирование Блок-схема производства полупроводниковых приборов на основе SiC Литография, разметка, травление, металлизация… Шлифовка, разделка, распайка, формовка чипа © ООО «Лаборатория №7», 201 1

PowerPoint Presentation:

© ООО «Лаборатория №7», 2011 Загрузка Позиционер Камера имплантации Камера ЭЦР травления Камера ЭЦР нанесения диэлектрика Камера ЭЦР эпитаксии Охлаждение Выгрузка Разделка пластин на чипы Фотолитография Корпусирование Шлюзовая камера с роботом Блок-схема производства силовых полупроводниковых приборов и светодиодов

Блок-схема производства светодиодов на основе SiC :

Блок-схема производства светодиодов на основе SiC © ООО «Лаборатория №7», 2011 Пластины Эпитаксия буферного слоя Эпитаксия активного слоя Бэк енд (Обработка обратной стороны) 0 уровень Фронт енд (Обработка лицевой стороны): фотолитография, травление, металлизация… Бэк енд (Обработка обратной стороны) 1 уровень Светодиод в корпусе Светодиодная лампа Пластина светодиода после эпитаксии Шлифовка, распил, распайка лазером, формовка чипа Индексирование, крепеж по месту, покрытие фосфором, пакетирование, корпусирование Светодиодные чипы SiC; Sapphire; Silicon; кристалл GaN; композитные пластины AlN Низкотемпературный GaN Сэндвич AlN/GaN InGaN Светодиоды на пластине Горизонтальная структура светодиода Вертикальная структура светодиода

PowerPoint Presentation:

© ООО «Лаборатория №7», 2011 Блок схема производства трехцветных светодиодов сверхвысокой яркости Предварительная очистка Формирование яруса красного цвета Формирование яруса зеленого цвета Формирование яруса голубого цвета Установка на матрицу Имплантирование Покрытие Si3N4 Размещение р-контактов и зеркала Быстрый обжиг Размещение металла с обратной стороны Формирование кольцевой закоротки Формирование чипов и механических соединений Травление меза-структуры Разделение пластины на чипы Контроль/Группирование Пассивация Напыление р-контактов Пластина после эпитаксии Сборка Изготовление чипов Эпитаксия

authorStream Live Help