Was sind die Schlüsselparameter von SiC Epitaxial Wafer?
Die Parameter des epitaxialen Wachstums von Siliziumkarbid, von denen wir sprechen, hängen tatsächlich hauptsächlich von der Konstruktion des Geräts ab. Abhängig von der Spannungsklasse des Bauelements sind zum Beispiel auch die Parameter des SiC-Epitaxiewachstums unterschiedlich.
1. Schlüsselparameter der SiC-Epitaxie
Im Allgemeinen ist der niedrige Druck bei 600 Volt, die Dicke derSiliziumkarbid-Epitaxiekann etwa 6 μm betragen, und bei einem mittleren Druck von 1200–1700 beträgt die erforderliche Dicke 10–15 μm. Für Hochspannungen über 10.000 Volt können 100 μm oder mehr erforderlich sein. Daher steigt mit der Erhöhung der Spannungskapazität die epitaxiale Wachstumsdicke des Siliziumkarbids entsprechend an. Daher ist die hochqualitative Epitaxiewaferpräparation insbesondere im Hochspannungsbereich sehr schwierig. Das Wichtigste ist die Fehlerkontrolle, die eigentlich eine sehr große Herausforderung darstellt.
2. Defekte des epitaxialen Wachstums von Siliziumkarbid
Defekte des Siliziumkarbid-Epitaxiewachstums werden im Allgemeinen in fatale Defekte und nicht-tödliche Defekte unterteilt:
Schwerwiegende Defekte wie dreieckige Defekte und Tropfen betreffen alle Gerätetypen, einschließlich Dioden, MOSFETs und bipolare Geräte. Die größte Auswirkung auf die Geräte ist die Durchbruchspannung, die die Durchbruchspannung um 20 % oder sogar auf 90 % reduzieren kann.
Nicht tödliche Defekte, wie einige TSDs und TDs, haben möglicherweise keine Auswirkungen auf die Diode, können sich jedoch auf die Lebensdauer von MOS, bipolaren Geräten oder einige Leckeffekte auswirken, die sich schließlich auf die qualifizierte Verarbeitungsrate des Geräts auswirken.
Um den Defekt der SiC-Epitaxie zu kontrollieren, besteht das erste Verfahren darin, das Siliziumkarbid-Substratmaterial sorgfältig auszuwählen; das andere ist die Auswahl und Lokalisierung der Ausrüstung, und das dritte ist die Prozesstechnologie.
3. Fortschritt in der Siliziumkarbid-Epitaxialwachstumstechnologie
Im Nieder- und Mitteldruckbereich können die Kernparameter Dicke und Dotierungskonzentration der SiC-Epitaxie auf einem relativ hervorragenden Niveau erreicht werden.
Im Hochdruckbereich sind jedoch noch viele Schwierigkeiten zu überwinden. Der Hauptparameterindex umfasst Dicke, Gleichmäßigkeit der Dotierungskonzentration, dreieckige Defekte und so weiter.
Auf dem Gebiet der Mittel- und Niederspannungsanwendungen ist die Siliziumkarbid-Epitaxietechnologie relativ ausgereift und kann im Wesentlichen die Anforderungen von SBD, JBS, MOS und anderen Geräten mit niedriger bis mittlerer Spannung erfüllen. Wie oben bei einer 1200-Volt-Geräteanwendung von 10-μm-Epitaxiewafern hat seine Dicke und Dotierungskonzentration ein sehr hervorragendes Niveau erreicht, und der Oberflächendefekt ist ebenfalls sehr gut und kann 0,5 Quadratmeter darunter erreichen.
Die Entwicklung der Epitaxietechnik im Hochvoltbereich hinkt relativ hinterher. Zum Beispiel ist die Gleichmäßigkeit, Dicke und Konzentration eines 200 μm Siliziumkarbid-Epitaxiematerials auf einer 200-Volt-Vorrichtung im Vergleich zu der oben erwähnten bei niedrigem Druck ziemlich unterschiedlich, insbesondere die Gleichmäßigkeit der Dotierungskonzentration.
Gleichzeitig benötigen Hochspannungsgeräte eine dicke Schicht. Es gibt jedoch immer noch viele Defekte, insbesondere dreieckige Defekte, in derSiC-Epitaxiewafer, die hauptsächlich die Herstellung von Hochstromgeräten betreffen. Hohe Ströme erfordern eine große Chipfläche, und die Lebenserwartung ist derzeit relativ gering.
Hochvoltseitig tendiert der Bauelementtyp zu bipolaren Bauelementen, die Lebensdaueranforderungen für Minoritätsträger sind relativ hoch. Um einen idealen Durchlassstrom zu erreichen, sollte die Minoritätsträgerlebensdauer mindestens mehr als 5 μs erreichen, während die aktuelle Minoritätsträgerlebensdauer von SiC-Epitaxialwafern etwa 1 bis 2 μs beträgt. Dadurch wird die Nachfrage nach Hochspannungsvorrichtungen noch nicht gedeckt, und das epitaxiale Wachstum von Siliziumkarbid-Wafern erfordert noch eine Nachbearbeitungstechnologie.
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