Quali sono i parametri chiave del wafer epitassiale SiC?
I parametri di crescita epitassiale del carburo di silicio di cui stiamo parlando dipendono in realtà principalmente dal design del dispositivo. Ad esempio, a seconda del grado di tensione del dispositivo, anche i parametri della crescita epitassiale del SiC sono diversi.
1. Parametri chiave dell'epitassia SiC
Generalmente, la bassa pressione a 600 volt, lo spessore delepitassia al carburo di siliciopuò essere di circa 6 μm e, a una pressione media di 1200~1700, lo spessore necessario è di 10~15 μm. Per tensioni elevate superiori a 10.000 volt, potrebbero essere necessari 100 μm o più. Pertanto, con l'aumento della capacità di tensione, lo spessore di crescita epitassiale del carburo di silicio aumenta di conseguenza. Pertanto, la preparazione del wafer epitassiale di alta qualità è molto difficile, soprattutto nel campo dell'alta tensione. La cosa più importante è il controllo dei difetti, che in realtà è una sfida molto grande.
2. Difetti della crescita epitassiale del carburo di silicio
I difetti della crescita epitassiale del carburo di silicio sono generalmente suddivisi in difetti fatali e difetti non letali:
Difetti fatali, come difetti triangolari e cadute, colpiscono tutti i tipi di dispositivi, inclusi diodi, MOSFET e dispositivi bipolari. L'impatto maggiore sui dispositivi è la tensione di rottura, che può ridurre la tensione di rottura del 20% o addirittura scendere al 90%.
Difetti non letali, come alcuni TSD e TD, potrebbero non avere alcun effetto sul diodo, ma potrebbero avere un effetto sulla durata di vita su MOS, dispositivi bipolari o alcuni effetti di dispersione, che alla fine influiranno sulla velocità di elaborazione qualificata del dispositivo.
Per controllare il difetto dell'epitassia SiC, il primo metodo consiste nello scegliere con cura il materiale del substrato di carburo di silicio; l'altro è la selezione e la localizzazione delle apparecchiature e il terzo è la tecnologia di processo.
3. Progressi nella tecnologia di crescita epitassiale del carburo di silicio
Nel campo della bassa e media pressione, lo spessore del parametro centrale e la concentrazione di drogaggio dell'epitassia SiC possono essere raggiunti a un livello relativamente eccellente.
Tuttavia, nel campo dell'alta pressione, ci sono ancora molte difficoltà da superare. L'indice del parametro principale include lo spessore, l'uniformità della concentrazione di drogante, i difetti triangolari e così via.
Nel campo delle applicazioni a media e bassa tensione, la tecnologia di crescita epitassiale al carburo di silicio è relativamente matura e sostanzialmente può soddisfare le esigenze di SBD, JBS, MOS e altri dispositivi a bassa-media tensione. Come sopra un'applicazione del dispositivo da 1200 volt di wafer epitassiale da 10μm, il suo spessore e la concentrazione di drogaggio hanno raggiunto un livello molto eccellente e anche il difetto superficiale è molto buono, può raggiungere 0,5 metri quadrati sotto.
Lo sviluppo della tecnologia epitassiale nel campo dell'alta tensione è relativamente in ritardo. Ad esempio, l'uniformità, lo spessore e la concentrazione di un materiale epitassiale in carburo di silicio da 200 μm su un dispositivo a 200 volt rispetto a quanto sopra menzionato a bassa pressione è abbastanza diverso, in particolare l'uniformità della concentrazione di drogante.
Allo stesso tempo, i dispositivi ad alta tensione necessitano di un film spesso. Tuttavia, ci sono ancora molti difetti, in particolare difetti triangolari, nelWafer epitassiali SiC, che interessano principalmente la preparazione di dispositivi ad alta corrente. Le correnti elevate richiedono un'ampia area del chip e l'aspettativa di vita è attualmente relativamente bassa.
In termini di alta tensione, il tipo di dispositivo tende a dispositivi bipolari, i requisiti di vita per i portatori di minoranza sono relativamente elevati. Per ottenere una corrente diretta ideale, la durata della vita del portatore di minoranza dovrebbe almeno raggiungere più di 5μs, mentre l'attuale durata della vita del portatore di minoranza del wafer epitassiale SiC è di circa 1-2μs. Pertanto, la domanda di dispositivi ad alta tensione non è ancora soddisfatta e la crescita epitassiale dei wafer di carburo di silicio necessita ancora di una tecnologia di post-elaborazione.
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