আমরা জানি, সেমিকন্ডাক্টর ক্ষেত্রে, একক ক্রিস্টাল সিলিকন (Si) হল বিশ্বের সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত এবং বৃহত্তম-আয়তনের অর্ধপরিবাহী মৌলিক উপাদান। বর্তমানে, 90% এরও বেশি সেমিকন্ডাক্টর পণ্য সিলিকন-ভিত্তিক উপকরণ ব্যবহার করে তৈরি করা হয়। আধুনিক শক্তি ক্ষেত্রে উচ্চ-শক্তি এবং উচ্চ-ভোল্টেজ ডিভাইসগুলির ক্রমবর্ধমান চাহিদার সাথে, অর্ধপরিবাহী উপকরণগুলির মূল পরামিতিগুলির জন্য আরও কঠোর প্রয়োজনীয়তাগুলি সামনে রাখা হয়েছে যেমন ব্যান্ডগ্যাপ প্রস্থ, ব্রেকডাউন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি, ইলেকট্রন স্যাচুরেশন রেট এবং তাপ পরিবাহিতা। এই পরিস্থিতিতে, প্রশস্ত bandgap অর্ধপরিবাহী উপকরণ দ্বারা প্রতিনিধিত্বসিলিকন কার্বাইড(SiC) উচ্চ-শক্তির ঘনত্বের অ্যাপ্লিকেশনের প্রিয়তম হিসাবে আবির্ভূত হয়েছে।
যৌগিক অর্ধপরিবাহী হিসাবে,সিলিকন কার্বাইডপ্রকৃতিতে অত্যন্ত বিরল এবং খনিজ ময়সানাইট আকারে প্রদর্শিত হয়। বর্তমানে, বিশ্বে বিক্রি হওয়া প্রায় সমস্ত সিলিকন কার্বাইড কৃত্রিমভাবে সংশ্লেষিত হয়। সিলিকন কার্বাইডের উচ্চ কঠোরতা, উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, ভাল তাপ স্থিতিশীলতা এবং উচ্চ সমালোচনামূলক ব্রেকডাউন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সুবিধা রয়েছে। এটি উচ্চ-ভোল্টেজ এবং উচ্চ-শক্তি সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস তৈরির জন্য একটি আদর্শ উপাদান।
তাহলে, কিভাবে সিলিকন কার্বাইড পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস তৈরি করা হয়?
সিলিকন কার্বাইড ডিভাইস উত্পাদন প্রক্রিয়া এবং ঐতিহ্যগত সিলিকন-ভিত্তিক উত্পাদন প্রক্রিয়ার মধ্যে পার্থক্য কী? এই সমস্যা থেকে শুরু করে, “বিষয়টিসিলিকন কার্বাইড ডিভাইসম্যানুফ্যাকচারিং” এক এক করে গোপনীয়তা প্রকাশ করবে।
I
সিলিকন কার্বাইড ডিভাইস উত্পাদন প্রক্রিয়া প্রবাহ
সিলিকন কার্বাইড ডিভাইসগুলির উত্পাদন প্রক্রিয়া সাধারণত সিলিকন-ভিত্তিক ডিভাইসগুলির অনুরূপ, প্রধানত ফটোলিথোগ্রাফি, পরিষ্কার, ডোপিং, এচিং, ফিল্ম গঠন, পাতলা করা এবং অন্যান্য প্রক্রিয়া সহ। অনেক পাওয়ার ডিভাইস নির্মাতারা সিলিকন-ভিত্তিক উত্পাদন প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে তাদের উত্পাদন লাইন আপগ্রেড করে সিলিকন কার্বাইড ডিভাইসগুলির উত্পাদন চাহিদা মেটাতে পারে। যাইহোক, সিলিকন কার্বাইড সামগ্রীর বিশেষ বৈশিষ্ট্যগুলি নির্ধারণ করে যে এর ডিভাইস উত্পাদনের কিছু প্রক্রিয়াগুলিকে বিশেষ বিকাশের জন্য নির্দিষ্ট সরঞ্জামের উপর নির্ভর করতে হবে যাতে সিলিকন কার্বাইড ডিভাইসগুলি উচ্চ ভোল্টেজ এবং উচ্চ কারেন্ট সহ্য করতে সক্ষম হয়।
II
সিলিকন কার্বাইড বিশেষ প্রক্রিয়া মডিউল পরিচিতি
সিলিকন কার্বাইড বিশেষ প্রক্রিয়া মডিউলগুলি প্রধানত ইনজেকশন ডোপিং, গেট স্ট্রাকচার গঠন, মরফোলজি এচিং, মেটালাইজেশন এবং পাতলা করার প্রক্রিয়াগুলিকে কভার করে।
(1) ইনজেকশন ডোপিং: সিলিকন কার্বাইডে উচ্চ কার্বন-সিলিকন বন্ড শক্তির কারণে, সিলিকন কার্বাইডে অপবিত্রতা পরমাণুগুলি ছড়িয়ে দেওয়া কঠিন। সিলিকন কার্বাইড ডিভাইস প্রস্তুত করার সময়, PN জংশনের ডোপিং শুধুমাত্র উচ্চ তাপমাত্রায় আয়ন ইমপ্লান্টেশন দ্বারা অর্জন করা যেতে পারে।
ডোপিং সাধারণত বোরন এবং ফসফরাসের মতো অপরিষ্কার আয়ন দিয়ে করা হয় এবং ডোপিং গভীরতা সাধারণত 0.1μm~3μm হয়। উচ্চ-শক্তি আয়ন ইমপ্লান্টেশন সিলিকন কার্বাইড উপাদানের জালিকা কাঠামোকে ধ্বংস করবে। আয়ন ইমপ্লান্টেশন দ্বারা সৃষ্ট জালির ক্ষতি মেরামত করতে এবং পৃষ্ঠের রুক্ষতার উপর অ্যানিলিংয়ের প্রভাব নিয়ন্ত্রণ করতে উচ্চ-তাপমাত্রা অ্যানিলিং প্রয়োজন। মূল প্রক্রিয়াগুলি হল উচ্চ-তাপমাত্রা আয়ন ইমপ্লান্টেশন এবং উচ্চ-তাপমাত্রা অ্যানিলিং।
চিত্র 1 আয়ন ইমপ্লান্টেশন এবং উচ্চ-তাপমাত্রা অ্যানিলিং প্রভাবের পরিকল্পিত চিত্র
(2) গেট কাঠামো গঠন: SiC/SiO2 ইন্টারফেসের গুণমান MOSFET-এর চ্যানেল মাইগ্রেশন এবং গেটের নির্ভরযোগ্যতার উপর একটি বড় প্রভাব ফেলে। উচ্চ-মানের SiC/SiO2 ইন্টারফেসের কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তা মেটাতে বিশেষ পরমাণু (যেমন নাইট্রোজেন পরমাণু) সহ SiC/SiO2 ইন্টারফেসে ঝুলন্ত বন্ধনের ক্ষতিপূরণের জন্য নির্দিষ্ট গেট অক্সাইড এবং পোস্ট-অক্সিডেশন অ্যানিলিং প্রক্রিয়াগুলি বিকাশ করা প্রয়োজন। ডিভাইসের স্থানান্তর। মূল প্রক্রিয়াগুলি হল গেট অক্সাইড উচ্চ-তাপমাত্রা জারণ, LPCVD, এবং PECVD।
চিত্র 2 সাধারণ অক্সাইড ফিল্ম জমা এবং উচ্চ-তাপমাত্রা জারণের পরিকল্পিত চিত্র
(3) রূপবিদ্যা এচিং: সিলিকন কার্বাইড উপাদান রাসায়নিক দ্রাবকগুলিতে নিষ্ক্রিয়, এবং সুনির্দিষ্ট আকারবিদ্যা নিয়ন্ত্রণ শুধুমাত্র শুকনো এচিং পদ্ধতির মাধ্যমে অর্জন করা যেতে পারে; মুখোশ উপকরণ, মুখোশ এচিং নির্বাচন, মিশ্র গ্যাস, সাইডওয়াল নিয়ন্ত্রণ, এচিং রেট, সাইডওয়াল রুক্ষতা, ইত্যাদি সিলিকন কার্বাইড সামগ্রীর বৈশিষ্ট্য অনুসারে বিকাশ করা দরকার। মূল প্রক্রিয়াগুলি হল পাতলা ফিল্ম ডিপোজিশন, ফটোলিথোগ্রাফি, ডাইইলেকট্রিক ফিল্ম জারা এবং শুষ্ক এচিং প্রক্রিয়া।
চিত্র 3 সিলিকন কার্বাইড এচিং প্রক্রিয়ার পরিকল্পিত চিত্র
(4) ধাতবকরণ: ডিভাইসের উৎস ইলেক্ট্রোড সিলিকন কার্বাইডের সাথে একটি ভাল কম-প্রতিরোধের ওমিক যোগাযোগ তৈরি করতে ধাতুর প্রয়োজন। এর জন্য শুধুমাত্র ধাতব জমার প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করা এবং ধাতু-অর্ধপরিবাহী যোগাযোগের ইন্টারফেস অবস্থা নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন নয়, স্কোটকি বাধার উচ্চতা কমাতে এবং ধাতব-সিলিকন কার্বাইড ওহমিক যোগাযোগ অর্জনের জন্য উচ্চ-তাপমাত্রা অ্যানিলিং প্রয়োজন। মূল প্রক্রিয়াগুলি হল ধাতব ম্যাগনেট্রন স্পুটারিং, ইলেক্ট্রন বিম বাষ্পীভবন এবং দ্রুত তাপীয় অ্যানিলিং।
চিত্র 4 ম্যাগনেট্রন স্পুটারিং নীতি এবং ধাতবকরণ প্রভাবের পরিকল্পিত চিত্র
(5) পাতলা করার প্রক্রিয়া: সিলিকন কার্বাইড উপাদানের উচ্চ কঠোরতা, উচ্চ ভঙ্গুরতা এবং কম ফ্র্যাকচার শক্ততার বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এর গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়া উপাদানটির ভঙ্গুর ফাটল সৃষ্টি করে, যার ফলে ওয়েফার পৃষ্ঠ এবং উপ-পৃষ্ঠের ক্ষতি হয়। সিলিকন কার্বাইড ডিভাইসগুলির উত্পাদন চাহিদা মেটাতে নতুন গ্রাইন্ডিং প্রক্রিয়াগুলি বিকাশ করা দরকার। মূল প্রক্রিয়াগুলি হল গ্রাইন্ডিং ডিস্ক পাতলা করা, ফিল্ম স্টিকিং এবং পিলিং ইত্যাদি।
চিত্র 5 ওয়েফার গ্রাইন্ডিং/পাতলা নীতির পরিকল্পিত চিত্র
পোস্টের সময়: অক্টোবর-22-2024