मल्टी-पॉकेट सिलिकॉन एपिटैक्सी ग्रेफाइट ससेप्टर्स में उच्च पॉकेट-टू-पॉकेट भिन्नता को कैसे हल करें?

अनुकूलन समाधानn उच्च परिशुद्धता सीवीडी SiC लेपित सुसेप्टर्स के लिए

मल्टी-पॉकेट सिलिकॉन एपिटैक्सी ग्रेफाइट ससेप्टर्स में उच्च पॉकेट-टू-पॉकेट भिन्नता (1.4%) के कारण होने वाली फिल्म मोटाई गैर-एकरूपता के मुद्दे को संबोधित करते हुए, वीटेक सेमीकंडक्टर ने सीवीडी फर्नेस फ्लो फील्ड सिमुलेशन और उच्च-सटीक मशीनिंग के माध्यम से ससेप्टर फ्लैटनेस को <0.08 मिमी तक सुधार दिया है और पॉकेट-टू-पॉकेट भिन्नता को 0.69% तक कम कर दिया है, जिससे एपिटैक्सियल वेफर उपज में काफी वृद्धि हुई है।

उच्च परिशुद्धता सीवीडी SiC कोटिंग के साथ मल्टी-पॉकेट सिलिकॉन एपिटैक्सी ग्रेफाइट रिसेप्टर्स

I. कार्यकारी सारांश

मल्टी-पॉकेट सिलिकॉन एपिटेक्सी उत्पादन के दौरान, हमारे ग्राहक (एक सेमीकंडक्टर वेफर फाउंड्री) को एपिटैक्सियल परत की मोटाई (मूल डेटा: 1.4%) में उच्च पॉकेट-टू-पॉकेट भिन्नता के साथ लंबे समय से चली आ रही चुनौतियों का सामना करना पड़ा। इससे एपिटैक्सियल वेफर स्थिरता और डाउनस्ट्रीम डिवाइस की उपज पर गंभीर प्रभाव पड़ा। टूलींग संरचना अनुकूलन और उच्च परिशुद्धता रासायनिक वाष्प जमाव सिलिकॉन कार्बाइड (सीवीडी SiC) कोटिंग तकनीक के साथ संयुक्त सीवीडी एपिटैक्सी भट्ठी के अंदर आंतरिक तरल गतिशीलता और थर्मल क्षेत्रों के 3 डी संख्यात्मक सिमुलेशन और विश्लेषण का संचालन करके, वीटेक सेमीकंडक्टर टीम ने मल्टी-पॉकेट सिलिकॉन एपिटैक्सी ग्रेफाइट ससेप्टर की सतह समतलता को <0.20 मिमी से <0.08 मिमी तक काफी सुधार किया। इन सुधारों के बाद, ग्राहक की पॉकेट-टू-पॉकेट फिल्म मोटाई भिन्नता में भारी गिरावट आई और यह 0.69% हो गई, जिससे फिल्म मोटाई एकरूपता में गुणात्मक छलांग हासिल हुई।

मुख्य प्रदर्शन मेट्रिक्स तुलना

द्वितीय. ग्राहक पृष्ठभूमि: उच्च-स्थिरता एपिटैक्सियल उत्पादन समाधान की तलाश

मुख्य परिप्रेक्ष्य: बड़े आकार, मल्टी-पॉकेट सिलिकॉन एपिटैक्सी विनिर्माण में, यहां तक ​​कि सूक्ष्म रिसेप्टर विकृतियां भी महंगी चिप उपज हानि से बढ़ जाती हैं।

इस साझेदारी में ग्राहक एक अग्रणी 8-इंच/12-इंच पावर डिवाइस और सिलिकॉन एपिटैक्सियल वेफर फाउंड्री है, जो मुख्य रूप से उच्च-वोल्टेज एमओएसएफईटी, आईजीबीटी और ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग की जाने वाली मोटी-फिल्म सिलिकॉन एपिटैक्सियल वेफर्स का निर्माण करती है। जैसे-जैसे डाउनस्ट्रीम ग्राहक चिप विद्युत मापदंडों में तेजी से कठोर स्थिरता की मांग करते हैं, एपिटैक्सियल परत की मोटाई और प्रतिरोधकता एकरूपता एपिटैक्सियल वेफर गुणवत्ता के मूल्यांकन के लिए मुख्य मेट्रिक्स बन गए हैं। क्लाइंट मल्टी-पॉकेट सीवीडी सिलिकॉन एपिटैक्सी रिएक्टरों का उपयोग करता है जो एक ही बार में एक साथ कई सिलिकॉन वेफर्स को संसाधित करने में सक्षम हैं। हालाँकि, लंबे समय तक उच्च तापमान वाली थर्मल साइक्लिंग और गैस प्रवाह क्षरण के कारण, उनके मूल ग्रेफाइट रिसेप्टर्स अब पॉकेट-टू-पॉकेट भिन्नता और समतलता के संबंध में उच्च-सटीक प्रक्रिया आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकते हैं।

तृतीय. चुनौतियाँ और दर्द बिंदु: पॉकेट-टू-पॉकेट में उच्च भिन्नता फिल्म की मोटाई में गैर-एकरूपता का कारण बनती है

मुख्य परिप्रेक्ष्य: अत्यधिक ग्रेफाइट ससेप्टर समतलता सहनशीलता सीधे सीवीडी भट्टी के अंदर थर्मल चालन और गैस प्रवाह क्षेत्र वितरण को बाधित करती है, जिससे जेबों के बीच गंभीर मोटाई में बदलाव होता है।

सीवीडी सिलिकॉन एपिटैक्सियल वृद्धि के दौरान, पूर्ववर्ती गैसें (जैसे SiHCl3/SiH4) एकल-क्रिस्टल एपिटैक्सियल परत बनाने के लिए वेफर सतह पर उच्च तापमान पर जमा होती हैं। ग्रेफाइट सुसेप्टर न केवल एक वाहक के रूप में कार्य करता है बल्कि एकसमान ताप संचालन और प्रवाह क्षेत्र मार्गदर्शन में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ग्राहक द्वारा सामना की जाने वाली विशिष्ट तकनीकी बाधाओं में शामिल हैं:

1. फिल्म की मोटाई पॉकेट-टू-पॉकेट भिन्नता 1.4% तक पहुंच गई, जिससे समग्र वेफर एकरूपता प्रभावित हुई

विस्तारित उपयोग के बाद सतह पर सूक्ष्म विकृतियों के कारण, ग्राहक के मूल मल्टी-पॉकेट ग्रेफाइट रिसेप्टर्स ने अलग-अलग पॉकेट के बीच पॉकेट रिसेस गहराई और थर्मल विकिरण दक्षता में मामूली अंतर प्रदर्शित किया। वास्तविक माप से पॉकेट-टू-पॉकेट भिन्नता डेटा 1.4% तक पता चला। इस विसंगति के कारण सीधे तौर पर एक ही बैच के भीतर अलग-अलग पॉकेट में रखे गए सिलिकॉन वेफर्स में असंगत एपिटैक्सियल परत की वृद्धि दर हुई, जिसके परिणामस्वरूप फिल्म की मोटाई में अत्यधिक विचलन हुआ।

2. <0.20 मिमी से कम ससेप्टर समतलता के कारण सीमा तापीय क्षेत्र और प्रवाह क्षेत्र में अशांति होती है

मूल संग्राहकों की समतलता केवल <0.20 मिमी स्तर पर ही बनाए रखी जा सकती है। 1100°C-1200°C के उच्च तापमान वाले एपिटेक्सी वातावरण में, एक असमान सतह प्रतिक्रियाशील गैस के प्रवाह को स्थानीय भंवर बनाने का कारण बनती है, जबकि ससेप्टर और इंडक्शन हीटर के बीच गैर-समान अंतराल पैदा करती है। इसके बाद सतह पर गैर-समान तापीय क्षेत्र उत्पन्न हो गए, जिससे फिल्म की मोटाई में उतार-चढ़ाव बिगड़ गया।

दर्द बिंदु और तकनीकी तंत्र विश्लेषण

चतुर्थ. वीटेक अनुकूलित समाधान: सीवीडी फ्लो फील्ड सिमुलेशन और अल्ट्रा-उच्च परिशुद्धता टूलींग अनुकूलन

मुख्य परिप्रेक्ष्य: संख्यात्मक सिमुलेशन के माध्यम से प्रवाह और थर्मल क्षेत्रों का अनुकूलन, माइक्रोन-स्तरीय सटीक सीएनसी मशीनिंग और उच्च शुद्धता घने सीवीडी सीआईसी कोटिंग के साथ मिलकर, मूल रूप से रिसेप्टर प्रदर्शन को नया आकार देता है।

ग्राहक की पॉकेट-टू-पॉकेट भिन्नता और सपाटता की बाधाओं को हल करने के लिए, वीटेक सेमीकंडक्टर इंजीनियरिंग टीम ने ऑन-साइट मूल्यांकन किया, रिएक्टर परिचालन मापदंडों को निकाला, और पूरी तरह से अनुकूलित, एंड-टू-एंड अनुकूलन समाधान तैयार किया:

वीटेक सेमीकंडक्टर उन्नत परिशुद्धता मशीनिंग, क्लीनरूम और गुणवत्ता नियंत्रण सुविधाएं

1. सीवीडी फर्नेस आंतरिक प्रवाह और थर्मल फील्ड सिमुलेशन

एएनएसवाईएस फ्लुएंट का उपयोग करके, सीवीडी रिएक्टर के अंदर गैस प्रवाह वेग, सीमा परत मोटाई और थर्मल विकिरण गर्मी हस्तांतरण के लिए 3 डी संख्यात्मक सिमुलेशन किया गया था। मॉडलिंग विश्लेषणों के आधार पर, पॉकेट एज ट्रांज़िशन रेडी और ससेप्टर सतह पर गैस-मार्गदर्शक ग्रूव संरचनाओं को फिर से डिजाइन किया गया, जिससे प्रतिक्रियाशील गैसों को प्रत्येक पॉकेट के ऊपर एक अत्यधिक सुसंगत लामिना प्रवाह शासन बनाए रखने और स्थानीयकृत भंवरों को खत्म करने में सक्षम बनाया गया।

2. उच्च परिशुद्धता ग्रेफाइट सब्सट्रेट मशीनिंग और टूलींग अनुकूलन

उच्च-घनत्व, उच्च-शुद्धता वाले आइसोट्रोपिक आइसोस्टैटिक ग्रेफाइट को सब्सट्रेट सामग्री के रूप में चुना गया था, जिसे उन्नत 5-अक्ष सीएनसी परिशुद्धता मशीनिंग टूलींग के साथ जोड़ा गया था। प्रसंस्करण के दौरान क्लैंपिंग तनाव नियंत्रण और टूल पथ प्रक्षेपवक्र को परिष्कृत करके, पोस्ट-मशीनिंग ससेप्टर फ़्लैटनेस को <0.20 मिमी से <0.15 मिमी तक सख्ती से नियंत्रित किया गया था, कोर टॉप-ग्रेड ससेप्टर सतहों ने <0.08 मिमी की एक सफल फ़्लैटनेस प्राप्त की थी।

3. मालिकाना उच्च शुद्धता सघन सीवीडी एसआईसी कोटिंग प्रौद्योगिकी

रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) के माध्यम से ग्रेफाइट सब्सट्रेट सतह पर एक समान मोटाई वाली अत्यधिक घनी α-SiC कोटिंग उगाई गई थी। कोटिंग में 99.999% (5N-6N ग्रेड), उच्च तापीय चालकता और गर्म हाइड्रोजन क्लोराइड (HCl) गैस संक्षारण के प्रतिरोध की शुद्धता होती है। यह ग्रेफाइट सब्सट्रेट के थर्मल विस्तार (सीटीई) के गुणांक से पूरी तरह मेल खाता है, जो तेजी से थर्मल साइक्लिंग के दौरान शून्य सूक्ष्म दरारें या प्रदूषण सुनिश्चित करता है।

तकनीकी समाधान और प्रदर्शन लाभ

मुख्य भौतिक गुण, एसईएम मोटाई एकरूपता, और सीवीडी सीआईसी कोटिंग का अल्ट्रा-उच्च शुद्धता विश्लेषण

वी. परिणाम और डेटा: तथ्यों और मात्रात्मक मेट्रिक्स के साथ बोलना

मुख्य परिप्रेक्ष्य: मापा गया फ़ील्ड डेटा दर्शाता है कि ससेप्टर फ़्लैटनेस ऑप्टिमाइज़ेशन सीधे एपिटैक्सियल फिल्म पॉकेट-टू-पॉकेट भिन्नता में 50.7% की पर्याप्त कमी लाता है।

पुराने हिस्सों को वीटेक सेमीकंडक्टर के अनुकूलित मल्टी-पॉकेट सिलिकॉन एपिटैक्सी ग्रेफाइट ससेप्टर्स से बदलने के बाद, क्लाइंट ने अपनी लाइन पर 30-दिवसीय निरंतर उच्च-मात्रा उत्पादन ट्रैकिंग अध्ययन आयोजित किया। एकत्र किए गए वास्तविक गुणवत्ता सुधार डेटा में शामिल हैं:

1. फिल्म की मोटाई पॉकेट-टू-पॉकेट भिन्नता 0.69% तक कम हो गई

ग्राहक के मापे गए उत्पादन डेटा से पता चला कि पॉकेट-टू-पॉकेट भिन्नता 1.4% से घटकर 0.69% हो गई, जिससे कुल मिलाकर 50.7% की कमी आई। इससे विभिन्न क्षेत्रों में विकास दर का अंतर काफी हद तक कम हो गया।

2. ससेप्टर सरफेस फ़्लैटनेस ब्रेकथ्रू <0.08 मिमी

प्रवाह क्षेत्र अनुकूलन और उच्च परिशुद्धता टूलींग के माध्यम से, बड़े पैमाने पर उत्पादित रिसेप्टर्स ने लगातार <0.15 मिमी के भीतर समतलता हासिल की, शीर्ष स्तर के रिसेप्टर्स ने स्थिर रूप से <0.08 मिमी तक मार किया, जो मानक उद्योग मानदंडों से कहीं अधिक है।

3. फिल्म की मोटाई एकरूपता और समग्र उपज में पर्याप्त सुधार

अत्यधिक स्थिर थर्मल और प्रवाह क्षेत्रों के लिए धन्यवाद, एपिटैक्सियल परत की प्रतिरोधकता और मोटाई एकरूपता मेट्रिक्स ने प्रीमियम गुणवत्ता श्रेणियों में प्रवेश किया। फाउंड्री की ग्रेड-ए वेफर उपज दर में लगभग 3.5% की वृद्धि हुई, जिससे स्क्रैप्ड वेफर लागत में सालाना सैकड़ों हजारों आरएमबी की बचत हुई।

VI. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

Q1: मल्टी-पॉकेट सिलिकॉन एपिटैक्सी ग्रेफाइट ससेप्टर की सपाटता फिल्म की मोटाई एकरूपता पर इतना बड़ा प्रभाव क्यों डालती है?

उत्तर:उच्च तापमान वाली सीवीडी प्रक्रियाओं में, सिलिकॉन वेफर्स को मुख्य रूप से थर्मल चालन और रिसेप्टर से थर्मल विकिरण के माध्यम से गर्म किया जाता है। यदि ससेप्टर की सपाटता खराब है (उदाहरण के लिए,> 0.20 मिमी), तो यह ससेप्टर और अंतर्निहित हीटर के बीच असमान अंतराल बनाता है, जिससे स्थानीय तापमान भिन्नता उत्पन्न होती है। इसके साथ ही, एक असमान सतह प्रतिक्रियाशील गैसों के लामिना प्रवाह को बाधित करती है, जिससे स्थानीयकृत गैस सांद्रता और वेग में उतार-चढ़ाव होता है, जो सीधे पॉकेट-टू-पॉकेट फिल्म की मोटाई में भिन्नता के रूप में प्रकट होता है।

Q2: VeTek के CVD SiC लेपित ग्रेफाइट ससेप्टर्स की परिचालन सेवा जीवन क्या है?

उत्तर:VeTek ग्रेफाइट सब्सट्रेट से मेल खाने वाले सटीक CTE के साथ इंजीनियर की गई अल्ट्रा-हाई-प्योरिटी CVD सिलिकॉन कार्बाइड कोटिंग्स का उपयोग करता है। 1200 डिग्री सेल्सियस उच्च तापमान और एच2/एचसीएल संक्षारक वातावरण के तहत, यह असाधारण थर्मल शॉक प्रतिरोध और रासायनिक जड़ता प्रदर्शित करता है, जो आमतौर पर मानक उद्योग लेपित रिसेप्टर्स की तुलना में सेवा जीवन को 30% से 50% तक बढ़ाता है।

Q3: यदि हमारे पास अनुकूलित CVD एपिटैक्सी रिएक्टर मॉडल हैं तो क्या VeTek कस्टम इंजीनियरिंग प्रदान कर सकता है?

उत्तर:हाँ। वीटेक के पास संपूर्ण सीवीडी प्रवाह/थर्मल फील्ड सिमुलेशन क्षमताएं और एक सटीक सीएनसी प्रसंस्करण श्रृंखला है। हम ग्राहक द्वारा प्रदत्त भट्टी आयामों, वायुप्रवाह मापदंडों, या लीगेसी ससेप्टर चित्रों के आधार पर 1:1 रिवर्स इंजीनियरिंग या संरचनात्मक अनुकूलन कर सकते हैं।

Q4: शिपिंग के दौरान पारगमन क्षति से परिशुद्ध संवेदक समतलता को कैसे संरक्षित किया जाता है?

उत्तर:सभी ससेप्टर उत्पाद क्लास 1000 क्लीनरूम के अंदर अल्ट्रासोनिक सफाई और एंटी-स्टैटिक वैक्यूम पैकेजिंग से गुजरते हैं। आंतरिक भाग को अनुकूलित उच्च-घनत्व ईवीए शॉक-अवशोषण मॉड्यूल का उपयोग करके सुरक्षित किया गया है, और बाहरी हिस्से को निर्यात-ग्रेड फ्यूमिगेटेड लकड़ी के बक्से में पैक किया गया है, जिससे शून्य-प्रभाव डिलीवरी सुनिश्चित होती है।

सातवीं. निष्कर्ष

मुख्य परिप्रेक्ष्य: उच्च गुणवत्ता वाले अर्धचालक यांत्रिक और थर्मोडायनामिक टूलींग घटक फाउंड्री प्रतिस्पर्धात्मकता को बढ़ाने में प्रत्यक्ष निवेश का प्रतिनिधित्व करते हैं।

मल्टी-पॉकेट सिलिकॉन एपिटैक्सी ग्रेफाइट रिसेप्टर्स पर सीवीडी प्रवाह क्षेत्र सिमुलेशन, सटीक टूलींग नियंत्रण और सीवीडी सीआईसी कोटिंग अनुकूलन को लागू करके, वीटेक सेमीकंडक्टर ने क्लाइंट को फिल्म मोटाई पॉकेट-टू-पॉकेट भिन्नता को 1.4% से 0.69% तक कम करने में सफलतापूर्वक मदद की, जिससे फिल्म मोटाई गैर-एकरूपता की लंबे समय से चली आ रही चुनौती को पूरी तरह से हल किया गया।

यदि आप भी एपिटैक्सियल परत की गैर-एकरूपता, ग्रेफाइट ससेप्टर विरूपण, उच्च पॉकेट-टू-पॉकेट भिन्नता, या सीवीडी कोटिंग छीलने जैसे तकनीकी दर्द बिंदुओं का सामना कर रहे हैं, तो मुक्त प्रवाह क्षेत्र मूल्यांकन और अनुकूलित अनुकूलन योजना प्राप्त करने के लिए वीटेक सेमीकंडक्टर तकनीकी विशेषज्ञ टीम से संपर्क करने में संकोच न करें!