Эпітаксіяльная пласціна SiC для сілавых прылад – 4H-SiC, N-тыпу, нізкая шчыльнасць дэфектаў

Кароткае апісанне:

Эпітаксіяльная пласціна з карбіду крэмнію (SIC) з'яўляецца асновай сучасных высокапрадукцыйных паўправадніковых прылад, асабліва тых, якія прызначаны для працы з высокай магутнасцю, высокай частатой і высокай тэмпературай. Скарочана ад Silicon Carbide Epitaxial Wafer (Silicon Carbide Epitaxial Wafer), эпітаксіяльная пласціна з карбіду крэмнію (SIC) складаецца з высакаякаснага тонкага эпітаксіяльнага пласта з карбіду крэмнію, вырашчанага на аб'ёмнай падложцы з карбіду крэмнію. Выкарыстанне тэхналогіі эпітаксіяльных пласцін з карбіду крэмнію хутка пашыраецца ў электрамабілях, разумных сетках, сістэмах аднаўляльных крыніц энергіі і аэракасмічнай прамысловасці дзякуючы сваім лепшым фізічным і электронным уласцівасцям у параўнанні з традыцыйнымі пласцінамі на аснове крэмнію.


Асаблівасці

Падрабязная дыяграма

Эпітаксіяльная пласціна SiC-4
SiC эпітаксіяльная пласціна-6 - 副本

Уводзіны

Эпітаксіяльная пласціна з карбіду крэмнію (SIC) з'яўляецца асновай сучасных высокапрадукцыйных паўправадніковых прылад, асабліва тых, якія прызначаны для працы з высокай магутнасцю, высокай частатой і высокай тэмпературай. Скарочана ад Silicon Carbide Epitaxial Wafer (Silicon Carbide Epitaxial Wafer), эпітаксіяльная пласціна з карбіду крэмнію (SIC) складаецца з высакаякаснага тонкага эпітаксіяльнага пласта з карбіду крэмнію, вырашчанага на аб'ёмнай падложцы з карбіду крэмнію. Выкарыстанне тэхналогіі эпітаксіяльных пласцін з карбіду крэмнію хутка пашыраецца ў электрамабілях, разумных сетках, сістэмах аднаўляльных крыніц энергіі і аэракасмічнай прамысловасці дзякуючы сваім лепшым фізічным і электронным уласцівасцям у параўнанні з традыцыйнымі пласцінамі на аснове крэмнію.

Прынцыпы вырабу эпітаксіяльных пласцін з карбіду крэмнію

Стварэнне эпітаксіяльнай пласціны з карбіду крэмнію (SiC) патрабуе высокакантраляванага працэсу хімічнага асаджэння з паравой фазы (CVD). Эпітаксіяльны пласт звычайна вырошчваецца на монакрышталічнай падкладцы з карбіду крэмнію з выкарыстаннем такіх газаў, як сілан (SiH₄), прапан (C₃H₈) і вадарод (H₂), пры тэмпературах, якія перавышаюць 1500°C. Гэты высокатэмпературны эпітаксіяльны рост забяспечвае выдатнае крышталічнае выраўноўванне і мінімальныя дэфекты паміж эпітаксіяльным пластом і падкладкай.

Працэс уключае некалькі ключавых этапаў:

  1. Падрыхтоўка падкладкіАсноўная пласціна SiC ачышчаецца і паліруецца да атамарнай гладкасці.

  2. Рост ССЗУ рэактары высокай чысціні газы рэагуюць, утвараючы на ​​падкладцы монакрышталічны пласт SiC.

  3. Допінг-кантрольЛегаванне N-тыпу або P-тыпу ўводзіцца падчас эпітаксіі для дасягнення жаданых электрычных уласцівасцей.

  4. Інспекцыя і метралогіяДля праверкі таўшчыні пласта, канцэнтрацыі легіруючых прымесей і шчыльнасці дэфектаў выкарыстоўваюцца аптычная мікраскапія, АСМ і рэнтгенаўская дыфракцыя.

Кожная эпітаксіяльная пласціна SiC старанна кантралюецца для падтрымання жорсткіх дапушчальных значэнняў аднастайнасці таўшчыні, плоскасці паверхні і ўдзельнага супраціўлення. Магчымасць дакладнай налады гэтых параметраў мае важнае значэнне для высакавольтных MOSFET, дыёдаў Шоткі і іншых сілавых прылад.

Спецыфікацыя

Параметр Спецыфікацыя
Катэгорыі Матэрыялазнаўства, монакрышталічныя падложкі
Палітып 4H
Допінг Тып N
Дыяметр 101 мм
Дапушчальнае дыяметра ± 5%
Таўшчыня 0,35 мм
Дапушчальная таўшчыня ± 5%
Даўжыня асноўнай плоскай паверхні 22 мм (± 10%)
TTV (Агульная варыяцыя таўшчыні) ≤10 мкм
Дэфармацыя ≤25 мкм
FWHM ≤30 дугавых секунд
Аздабленне паверхні Rq ≤0,35 нм

Прымяненне эпітаксіяльнай пласціны SiC

Эпітаксіяльныя пласціны SiC незаменныя ў многіх сектарах:

  • Электрамабілі (EV)Прылады на аснове эпітаксіяльных пласцін SiC павышаюць эфектыўнасць сілавога агрэгата і зніжаюць вагу.

  • Аднаўляльная энергіяВыкарыстоўваецца ў інвертарах для сонечных і ветравых энергетычных сістэм.

  • Прамысловыя крыніцы харчаванняЗабяспечвае высокачастотную камутацыю пры высокай тэмпературы з меншымі стратамі.

  • Аэракасмічная і абаронная галінаІдэальна падыходзіць для жорсткіх умоў эксплуатацыі, якія патрабуюць надзейных паўправаднікоў.

  • Базавыя станцыі 5GКампаненты на аснове эпітаксіяльных пласцін SiC падтрымліваюць больш высокую шчыльнасць магутнасці для радыёчастотных прымяненняў.

Эпітаксіяльная пласціна SiC забяспечвае кампактныя канструкцыі, больш хуткае пераключэнне і больш высокую эфектыўнасць пераўтварэння энергіі ў параўнанні з крэмніевымі пласцінамі.

Перавагі эпітаксіяльнай пласціны SiC

Тэхналогія эпітаксіяльных пласцін SiC прапануе значныя перавагі:

  1. Высокае напружанне прабоюВытрымлівае напружанне да 10 разоў вышэйшае, чым крэмніевыя пласціны.

  2. ЦеплаправоднасцьЭпітаксіяльная пласціна SiC хутчэй рассейвае цяпло, што дазваляе прыладам працаваць больш халодна і надзейна.

  3. Высокія хуткасці пераключэнняМеншыя страты пры пераключэнні забяспечваюць больш высокую эфектыўнасць і мініяцюрызацыю.

  4. Шырокая забароненая зонаЗабяспечвае стабільнасць пры больш высокіх напружаннях і тэмпературах.

  5. Трываласць матэрыялуКарбід крэмнію хімічна інертны і механічна трывалы, ідэальна падыходзіць для складаных ужыванняў.

Гэтыя перавагі робяць эпітаксіяльную пласціну з карбіду крэмнію (SiC) пераважным матэрыялам для наступнага пакалення паўправаднікоў.

Часта задаваныя пытанні: эпітаксіяльная пласціна SiC

Пытанне 1: У чым розніца паміж пласцінай SiC і эпітаксіяльнай пласцінай SiC?
Пласціна SiC адносіцца да аб'ёмнай падкладкі, у той час як эпітаксіяльная пласціна SiC уключае спецыяльна выгадаваны легіраваны пласт, які выкарыстоўваецца пры вырабе прылад.

Пытанне 2: Якая таўшчыня даступная для слаёў эпітаксіяльных пласцін SiC?
Эпітаксіяльныя пласты звычайна маюць таўшчыню ад некалькіх мікраметраў да больш чым 100 мкм у залежнасці ад патрабаванняў прымянення.

Пытанне 3: Ці падыходзіць эпітаксіяльная пласціна SiC для выкарыстання ў умовах высокіх тэмператур?
Так, эпітаксіяльныя пласціны SiC могуць працаваць ва ўмовах вышэй за 600°C, значна пераўзыходзячы крэмній.

Пытанне 4: Чаму шчыльнасць дэфектаў важная ў эпітаксіяльнай пласціне SiC?
Меншая шчыльнасць дэфектаў паляпшае прадукцыйнасць і выхад прылад, асабліва для высокавольтных прымяненняў.

Пытанне 5: Ці даступныя эпітаксіяльныя пласціны SiC N-тыпу і P-тыпу?
Так, абодва тыпы вырабляюцца з выкарыстаннем дакладнага кантролю прымешвальнага газу падчас эпітаксіяльнага працэсу.

Пытанне 6: Якія памеры пласцін з'яўляюцца стандартнымі для эпітаксіяльнай пласціны SiC?
Стандартныя дыяметры ўключаюць 2 цалі, 4 цалі, 6 цаляў і ўсё часцей 8 цаляў для вытворчасці вялікіх аб'ёмаў.

Пытанне 7: Як эпітаксіяльная пласціна SiC уплывае на кошт і эфектыўнасць?
Нягледзячы на ​​тое, што эпітаксіяльная пласціна SiC першапачаткова даражэйшая за крэмній, яна памяншае памер сістэмы і страты магутнасці, павышаючы агульную эфектыўнасць выдаткаў у доўгатэрміновай перспектыве.


  • Папярэдняе:
  • Далей:

  • Напішыце тут сваё паведамленне і адпраўце яго нам