ما هو الفرن الفوقي EPI؟ - فيتيك لأشباه الموصلات

الفرن الفوقي هو جهاز يستخدم لإنتاج مواد شبه موصلة. مبدأ عملها هو إيداع مواد أشباه الموصلات على الركيزة تحت درجة حرارة عالية وضغط مرتفع.

النمو الفوقي للسيليكون هو تنمية طبقة من البلورات ذات سلامة بنية شبكية جيدة على ركيزة بلورية مفردة من السيليكون مع اتجاه بلوري معين ومقاومة لنفس الاتجاه البلوري مثل الركيزة وسمك مختلف.

خصائص النمو الفوقي:

●  النمو الفوقي للطبقة الفوقية ذات المقاومة العالية (المنخفضة) على الركيزة ذات المقاومة المنخفضة (العالية).

●  النمو الفوقي للطبقة الفوقية من النوع N (P) على الركيزة من النوع P (N).

●  بالاشتراك مع تقنية القناع، يتم إجراء النمو الفوقي في منطقة محددة

●  يمكن تغيير نوع وتركيز المنشطات حسب الحاجة أثناء النمو الفوقي

●  نمو مركبات غير متجانسة ومتعددة الطبقات ومتعددة المكونات ذات مكونات متغيرة وطبقات رقيقة جدًا

●  تحقيق التحكم في سُمك الحجم على المستوى الذري

●  تنمية المواد التي لا يمكن سحبها إلى بلورات مفردة

تتطلب المكونات المنفصلة لأشباه الموصلات وعمليات تصنيع الدوائر المتكاملة تكنولوجيا النمو الفوقي. نظرًا لأن أشباه الموصلات تحتوي على شوائب من النوع N وP، فمن خلال أنواع مختلفة من التركيبات، تتمتع أجهزة أشباه الموصلات والدوائر المتكاملة بوظائف مختلفة، والتي يمكن تحقيقها بسهولة باستخدام تقنية النمو الفوقي.

يمكن تقسيم طرق النمو الفوقي للسيليكون إلى نضوج الطور البخاري، ونضوع الطور السائل، ونضوع الطور الصلب. في الوقت الحاضر، يتم استخدام طريقة نمو ترسيب البخار الكيميائي على نطاق واسع دوليًا لتلبية متطلبات سلامة البلورات، وتنويع هيكل الجهاز، والجهاز البسيط الذي يمكن التحكم فيه، وإنتاج الدفعات، وضمان النقاء، والتوحيد.

مرحلة البخار

يعيد تنقيح الطور البخاري نمو طبقة بلورية واحدة على رقاقة سيليكون بلورية واحدة، مما يحافظ على وراثة الشبكة الأصلية. تكون درجة حرارة مرحلة البخار أقل، وذلك بشكل أساسي لضمان جودة الواجهة. لا يتطلب تنقيح مرحلة البخار تناول المنشطات. من حيث الجودة، فإن مرحلة البخار جيدة، ولكنها بطيئة.

عادةً ما تسمى المعدات المستخدمة في مرحلة تنقيح البخار الكيميائي بمفاعل النمو الفوقي. ويتكون بشكل عام من أربعة أجزاء: نظام التحكم في مرحلة البخار، ونظام التحكم الإلكتروني، وجسم المفاعل، ونظام العادم.

وفقا لهيكل غرفة التفاعل، هناك نوعان من أنظمة النمو الفوقي السيليكون: الأفقي والرأسي. نادرًا ما يتم استخدام النوع الأفقي، وينقسم النوع الرأسي إلى أنواع الألواح المسطحة والأنواع البرميلية. في الفرن الفوقي العمودي، تدور القاعدة بشكل مستمر أثناء النمو الفوقي، لذلك يكون التجانس جيدًا وحجم الإنتاج كبيرًا.

جسم المفاعل عبارة عن قاعدة من الجرافيت عالي النقاء مع نوع برميل مخروطي متعدد الأضلاع تمت معالجته بشكل خاص في جرس كوارتز عالي النقاء. توضع رقائق السيليكون على القاعدة ويتم تسخينها بسرعة وبشكل متساوٍ باستخدام مصابيح الأشعة تحت الحمراء. يمكن أن يدور المحور المركزي ليشكل هيكلًا مزدوجًا مقاومًا للحرارة ومقاومًا للانفجار.

مبدأ عمل المعدات هو كما يلي:

●  يدخل غاز التفاعل إلى غرفة التفاعل من مدخل الغاز الموجود أعلى الجرة الجرسية، ويرش من ست فوهات كوارتز مرتبة في دائرة، ويتم حجبه بواسطة حاجز الكوارتز، ويتحرك للأسفل بين القاعدة والجرس الجرسي، ويتفاعل عند درجة حرارة عالية وتترسب وتنمو على سطح رقاقة السيليكون، ويتم تفريغ غاز ذيل التفاعل في الأسفل.

●  توزيع درجة الحرارة 2061 مبدأ التسخين: يمر التردد العالي والتيار العالي عبر الملف التعريفي لإنشاء مجال مغناطيسي دوامي. القاعدة عبارة عن موصل، موجود في مجال مغناطيسي دوامي، ويولد تيارًا مستحثًا، ويقوم التيار بتسخين القاعدة.

يوفر النمو الفوقي لمرحلة البخار بيئة عملية محددة لتحقيق نمو طبقة رقيقة من البلورات المقابلة لمرحلة البلورة المفردة على بلورة واحدة، مما يجعل الاستعدادات الأساسية لتفعيل غرق البلورة المفردة. كعملية خاصة، فإن البنية البلورية للطبقة الرقيقة المزروعة هي استمرار للركيزة البلورية المفردة، وتحافظ على علاقة مقابلة مع الاتجاه البلوري للركيزة.

في تطوير علوم وتكنولوجيا أشباه الموصلات، لعبت مرحلة البخار دورا هاما. وقد استخدمت هذه التكنولوجيا على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي لأجهزة أشباه الموصلات Si والدوائر المتكاملة.

طريقة النمو الفوقي في المرحلة الغازية

الغازات المستخدمة في المعدات الفوقي:

●  مصادر السيليكون شائعة الاستخدام هي SiH4، وSiH2Cl2، وSiHCl3، وSiCL4. من بينها، SiH2Cl2 هو غاز في درجة حرارة الغرفة، وسهل الاستخدام وله درجة حرارة تفاعل منخفضة. إنه مصدر للسيليكون تم توسيعه تدريجياً في السنوات الأخيرة. SiH4 هو أيضًا غاز. خصائص تنقيح السيلاني هي درجة حرارة تفاعل منخفضة، ولا يوجد غاز مسبب للتآكل، ويمكن الحصول على طبقة فوقي مع توزيع شوائب حاد.

●  SiHCl3 وSiCl4 عبارة عن سوائل في درجة حرارة الغرفة. درجة حرارة النمو الفوقي مرتفعة، ولكن معدل النمو سريع وسهل التنقية وآمن للاستخدام، لذا فهي مصادر سيليكون أكثر شيوعًا. تم استخدام SiCl4 في الغالب في الأيام الأولى، وقد زاد استخدام SiHCl3 وSiH2Cl2 تدريجيًا مؤخرًا.

●  نظرًا لأن △H لتفاعل اختزال الهيدروجين لمصادر السيليكون مثل SiCl4 وتفاعل التحلل الحراري لـ SiH4 موجب، أي أن زيادة درجة الحرارة تساعد على ترسيب السيليكون، يحتاج المفاعل إلى التسخين. تشمل طرق التسخين بشكل أساسي التسخين الحث عالي التردد والتسخين بالأشعة تحت الحمراء. عادة، يتم وضع قاعدة مصنوعة من الجرافيت عالي النقاء لوضع ركيزة السيليكون في غرفة تفاعل الكوارتز أو الفولاذ المقاوم للصدأ. من أجل ضمان جودة الطبقة الفوقية من السيليكون، يتم طلاء سطح قاعدة الجرافيت بمادة SiC أو ترسيبها بطبقة من السيليكون متعدد البلورات.

الشركات المصنعة ذات الصلة:

●  على المستوى الدولي: شركة CVD Equipment Company في الولايات المتحدة، وشركة GT في الولايات المتحدة، وشركة Soitec في فرنسا، وشركة AS في فرنسا، وشركة Proto Flex في الولايات المتحدة، وشركة Kurt J. Lesker في الولايات المتحدة، وشركة Applied Materials Company في الولايات المتحدة. الولايات المتحدة.

●  الصين: المعهد الثامن والأربعون لمجموعة تكنولوجيا الإلكترونيات الصينية، Qingdao Sairuida، Hefei Kejing Materials Technology Co., Ltd.،شركة VeTek لتكنولوجيا أشباه الموصلات المحدودة، بكين جينشنغ ميكرونانو، جينان ليغوان التكنولوجيا الإلكترونية المحدودة.

المرحلة السائلة Epitaxy

التطبيق الرئيسي:

يستخدم نظام الفوقي للطور السائل بشكل أساسي للنمو الفوقي للطور السائل للأغشية الفوقي في عملية تصنيع أجهزة أشباه الموصلات المركبة، وهو عبارة عن معدات عملية رئيسية في تطوير وإنتاج الأجهزة الإلكترونية البصرية.

الميزات التقنية:

●  درجة عالية من الأتمتة. باستثناء التحميل والتفريغ، يتم إكمال العملية بأكملها تلقائيًا عن طريق التحكم الصناعي بالكمبيوتر.

●  يمكن إكمال عمليات العملية بواسطة المتلاعبين.

●  دقة تحديد موضع حركة المناول أقل من 0.1 مم.

●  درجة حرارة الفرن مستقرة وقابلة للتكرار. دقة منطقة درجة الحرارة الثابتة أفضل من ±0.5 درجة مئوية. يمكن تعديل معدل التبريد ضمن نطاق 0.1～6°C/min. تتمتع منطقة درجة الحرارة الثابتة باستواء جيد وخطية انحدار جيدة أثناء عملية التبريد.

●  وظيفة تبريد مثالية.

●  وظيفة حماية شاملة وموثوقة.

●  موثوقية عالية للمعدات وتكرار جيد للعملية.

Vetek Semiconductor هو المصنع المحترف في تصنيع وتوريد المعدات الفوقي في الصين. وتشمل منتجاتنا الفوقي الرئيسيةCVD SiC المطلي للبرميل, حساس البرميل المطلي بـ SiC, متقبل برميل الجرافيت المطلي بـ SiC لـ EPI، CVD SiC طلاء رقاقة Epi Susceptor, جهاز استقبال دوار من الجرافيت، إلخ. تلتزم شركة VeTek Semiconductor منذ فترة طويلة بتوفير التكنولوجيا المتقدمة وحلول المنتجات للمعالجة الفوقي لأشباه الموصلات، وتدعم خدمات المنتجات المخصصة. ونحن نتطلع بصدق إلى أن نصبح شريكك على المدى الطويل في الصين.

إذا كانت لديك أي استفسارات أو كنت بحاجة إلى تفاصيل إضافية، فلا تتردد في الاتصال بنا.

الغوغاء / واتساب: +86-180 6922 0752

البريد الإلكتروني: anny@veteksemi.com