SiC எபி வேஃபர்

SiC எபி வேஃபர்

SiC எபிடாக்சியல் செதில் என்பது ஒரு வகையான சிலிக்கான் கார்பைடு செதில் ஆகும், இது SiC அடி மூலக்கூறில் சில தேவைகள் மற்றும் அதே படிகத்துடன் ஒரு படிகப் படலம் (எபிடாக்சியல் லேயர்) வளர்க்கப்படுகிறது. நடைமுறை பயன்பாடுகளில், கிட்டத்தட்ட அனைத்து பரந்த பேண்ட்கேப் செமிகண்டக்டர் சாதனங்களும் எபிடாக்சியல் செதில்களில் புனையப்படுகின்றன, அதே சமயம் சிலிக்கான் கார்பைடு செதில் தான் GaN எபிடாக்சியல் வளர்ச்சிக்கான அடி மூலக்கூறு உட்பட அடி மூலக்கூறாக மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகிறது.

விளக்கம்

பாரம்பரிய Si- அடிப்படையிலான சக்தி சாதனங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​SiC ஒற்றை படிக பொருட்கள் நேரடியாக SiC சக்தி சாதனத்தை உருவாக்க முடியாது. உயர் தரத்துடன் கூடிய SiC எபிடாக்ஸி செதில் SiC கடத்தும் அடி மூலக்கூறில் வளர்க்கப்பட வேண்டும். பின்னர், சாதனங்களை உருவாக்க SiC எபி செதில்களைப் பயன்படுத்தவும்.

முழு குறைக்கடத்தி தொழில் ஓட்டத்தில் எபிடாக்சியல் ஒரு முக்கியமான செயல்முறையாகும். சாதனங்கள் கிட்டத்தட்ட எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியால் பெறப்பட்டதால், சிலிக்கான் கார்பைடு எபிடாக்சியல் செதில்களின் தரம் சாதனங்களின் செயல்திறனில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும். கூடுதலாக, எபிடாக்சியல் முழு குறைக்கடத்தி செயல்முறையின் நடுத்தர நிலையில் உள்ளது, இது படிக மற்றும் அடி மூலக்கூறு செயலாக்கத்தால் பெரிதும் பாதிக்கப்படுகிறது. மொத்தத்தில், எபிடாக்சியல் செயல்முறை தொழில் வளர்ச்சியில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.

1. SiC எபிடாக்சியல் வேஃபரின் விவரக்குறிப்பு

1.1 4" சிலிக்கான் கார்பைடு எபிடாக்சியல் வேஃபரின் விவரக்குறிப்பு

பொருட்கள் N-வகை வழக்கமான பி-வகை வழக்கமான
விவரக்குறிப்பு விவரக்குறிப்பு
விட்டம் 4″(100 மிமீ) 4″(100 மிமீ)
பாலி வகை 4H 4H
மேற்பரப்பு (0001) சிலிக்கான்-முகம் (0001) சிலிக்கான்-முகம்
<11-20> நோக்கிய நோக்குநிலை 4 டிகிரி-ஆஃப் 4 டிகிரி-ஆஃப்
கடத்துத்திறன் n-வகை p-வகை
டோபண்ட் நீக்கப்படாதது, நைட்ரஜன் அலுமினியம்
கேரியர் செறிவு <1E14,2E14-2E19 cm-3 2E14-2E19 செமீ-3
சகிப்புத்தன்மை ±18% ±14% ±48% ±24%
சீரான தன்மை < 14% 8% < 19% 14%
தடிமன் வரம்பு 0.5-100 μm 0.5-30 μm
சகிப்புத்தன்மை 8% ±4% ±8% ±4%
சீரான தன்மை < 5% 1.80% < 5% 1.80%

 

1.2 6" SiC எபி வேஃபரின் விவரக்குறிப்பு

பொருட்கள் N-வகை வழக்கமான பி-வகை வழக்கமான
விவரக்குறிப்பு விவரக்குறிப்பு
விட்டம் 6″(150 மிமீ) 6″(150 மிமீ)
பாலி வகை 4H 4H
மேற்பரப்பு (0001) சிலிக்கான்-முகம் (0001) சிலிக்கான்-முகம்
<11-20> நோக்கிய நோக்குநிலை 4 டிகிரி-ஆஃப் 4 டிகிரி-ஆஃப்
கடத்துத்திறன் n-வகை p-வகை
டோபண்ட் நீக்கப்படாதது, நைட்ரஜன் அலுமினியம்
கேரியர் செறிவு <1E14,2E14-2E19 cm-3 2E14-2E19 செமீ-3
சகிப்புத்தன்மை ±18% ±14% ±48% ±24%
சீரான தன்மை < 14% 0.08 < 19% 0.14
தடிமன் வரம்பு 0.5-80 μm 0.5-30 μm
சகிப்புத்தன்மை 0.08 ±4% ±8% ±4%
சீரான தன்மை < 5% 2% < 5% 2%

 

குறிப்பு:

* SiC எபி வேஃபர் சந்தையில், எபி வளர்ச்சிக்கான அனைத்து SiC அடி மூலக்கூறும் உற்பத்தி தரமாகும், மேலும் விளிம்பு விலக்கு 3 மிமீ இருக்க வேண்டும்;

* N-வகை எபி அடுக்குகள் <20 மைக்ரான்களுக்கு முன் n-வகை, E18 cm-3, 0.5 μm தாங்கல் அடுக்கு;

* N-வகை எபி அடுக்குகள்≥20 மைக்ரான்களுக்கு முன் n-வகை, E18, 1-5 μm இடையக அடுக்கு;

* அனைத்து ஊக்கமருந்து அடர்த்தியும் அனைத்து தடிமனிலும் கிடைக்காது;

* N-வகை ஊக்கமருந்து Hg ஆய்வு CV ஐப் பயன்படுத்தி செதில் (17 புள்ளிகள்) முழுவதும் சராசரி மதிப்பாக தீர்மானிக்கப்படுகிறது;

* SiC செதில் தடிமன் FTIR ஐப் பயன்படுத்தி செதில் (9 புள்ளிகள்) முழுவதும் சராசரி மதிப்பாக தீர்மானிக்கப்படுகிறது;

* சீரான தன்மை: நிலையான விலகல் (σ)/சராசரி.

2. SiC Epitaxy மற்றும் Silicon Epitaxy இடையே உள்ள வேறுபாடு என்ன?

SiC அடி மூலக்கூறு பொதுவாக 2000℃ வெப்பநிலையுடன் PVT ஆல் வளர்க்கப்படுகிறது. இருப்பினும், உற்பத்தி சுழற்சி நீண்டது; வெளியீடு குறைவாக உள்ளது. சிலிக்கான் அடி மூலக்கூறுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​SiC அடி மூலக்கூறின் விலை மிக அதிகம்.

எபிடாக்சியல் செயல்முறையைப் பொறுத்தவரை, SiC எபிடாக்ஸி செயல்முறை சிலிக்கான்களுடன் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியாக இருக்கும், ஆனால் வெப்பநிலை வடிவமைப்பு மற்றும் கட்டமைப்பு வடிவமைப்பில் சிறிது வேறுபாடுகள் இருக்கும்.

பொருட்களின் தனித்தன்மை காரணமாக, சாதன செயலாக்க தொழில்நுட்பம் சிலிக்கானில் இருந்து வேறுபட்டது. அயன் பொருத்துதல், ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் அனீலிங் உள்ளிட்ட உயர் வெப்பநிலை செயல்முறைகள் ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகின்றன.

3. சிலிக்கான் கார்பைடு எபி வேஃபரின் முக்கிய அளவுருக்கள் என்ன?

தடிமன் மற்றும் ஊக்கமருந்து செறிவு சீரானது SiC எபிடாக்சியல் பொருட்களின் மிக அடிப்படை மற்றும் முக்கிய அளவுருக்கள் ஆகும். உண்மையில், SiC எபி வேஃபரின் அளவுருக்கள் சாதன வடிவமைப்பைப் பொறுத்தது. பின்வரும் வழக்கை உதாரணமாக எடுத்துக் கொள்ளுங்கள்: சாதனங்களின் வெவ்வேறு மின்னழுத்த அளவுகள் எபிடாக்சியல் அளவுருக்களை தீர்மானிக்கும். குறிப்பாக, SiC வேஃபர் எபிடாக்சியல் தடிமன் 600V குறைந்த மின்னழுத்தத்தில் 6um ஆக இருக்க வேண்டும்; 1200~1700V நடுத்தர மின்னழுத்தத்தில் SiC செதில் தடிமன் 10~15um இருக்க வேண்டும்; சிலிக்கான் கார்பைடு எபிடாக்சியல் அடுக்குகளின் தடிமன் ஒரு மின்னழுத்தத்தில் 100um க்கும் அதிகமாக இருக்க வேண்டும் >= 10000. மின்னழுத்த திறன் அதிகரிப்புடன் எபிடாக்சியல் தடிமன் அதிகரிக்கிறது. குறிப்பாக உயர் மின்னழுத்தப் பயன்பாட்டில் குறைபாடுகளைக் கட்டுப்படுத்துவதில் பெரும் சவால் இருப்பதால் உயர்தர SiC எபி செதில்களை வளர்ப்பது மிகவும் கடினம்.

உண்மையில், SiC எபி பல குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. வெவ்வேறு படிகங்கள் காரணமாக, அவற்றின் குறைபாடுகளும் வேறுபட்டவை. குறைபாடுகள் முக்கியமாக நுண்குழாய்கள், முக்கோண குறைபாடுகள், மேற்பரப்பு கேரட் குறைபாடுகள், ஏணி திரட்டுதல் மற்றும் பிற சிறப்பு குறைபாடுகள் ஆகியவை அடங்கும். பல குறைபாடுகள் அடி மூலக்கூறிலிருந்து நேரடியாக இருப்பதைக் குறிப்பிடுவது மதிப்பு. எனவே, அடி மூலக்கூறின் தரம் மற்றும் செயலாக்க நிலை, குறிப்பாக குறைபாடுகளைக் கட்டுப்படுத்துதல், எபிடாக்சியல் வளர்ச்சிக்கு மிகவும் முக்கியம்.

SiC எபிடாக்சியல் குறைபாடுகள் பொதுவாக அபாயகரமான மற்றும் அபாயகரமானவை என வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. முக்கோண குறைபாடுகள் மற்றும் நீர்த்துளிகள் போன்ற அபாயகரமான குறைபாடுகள், டையோட்கள், MOSFETகள் மற்றும் இருமுனை சாதனங்கள் உட்பட அனைத்து வகையான சாதனங்களிலும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. மிகப்பெரிய தாக்கம் முறிவு மின்னழுத்தம் ஆகும், இது முறிவு மின்னழுத்தத்தை 20% அல்லது 90% குறைக்கலாம். சில TSD மற்றும் TED போன்ற அபாயகரமான குறைபாடுகள், டையோடில் எந்த விளைவையும் ஏற்படுத்தாது, மேலும் MOS மற்றும் இருமுனை சாதனங்களின் வாழ்வில் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தலாம் அல்லது கசிவின் சில விளைவைக் கொண்டிருக்கலாம், இது இறுதியில் செயலாக்கத் தகுதி விகிதத்தை பாதிக்கும். சாதனம்.

சிலிக்கான் கார்பைடு எபிடாக்சியல் குறைபாடுகள் பொதுவாக ஆபத்தான குறைபாடுகள் மற்றும் மரணமற்ற குறைபாடுகள் என பிரிக்கப்படுகின்றன. முக்கோணக் குறைபாடுகள் மற்றும் சொட்டு சொட்டுதல் போன்ற அபாயகரமான குறைபாடுகள் டையோட்கள், MOSFETகள் மற்றும் இருமுனை சாதனங்கள் போன்ற அனைத்து வகையான சாதனங்களையும் பாதிக்கலாம். மிகப்பெரிய செல்வாக்கு முறிவு மின்னழுத்தம் ஆகும், இது 20% இல் இருந்து 90% கூட குறைக்கப்பட்டது. சில TSDகள் மற்றும் டெட் போன்ற அபாயகரமான குறைபாடுகள், டையோட்களை பாதிக்காது, ஆனால் MOS மற்றும் இருமுனை சாதனங்களின் சேவை வாழ்க்கையை பாதிக்கலாம் அல்லது ஒரு குறிப்பிட்ட கசிவு விளைவைக் கொண்டிருக்கலாம். இறுதியில், இது சாதன செயலாக்க தகுதி விகிதத்தை பாதிக்கும்.

SiC வேஃபர் உற்பத்தியின் எபிடாக்சியல் குறைபாடுகளைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கான பல பரிந்துரைகள் பின்வருமாறு:

முதலில், அடி மூலக்கூறு பொருளை கவனமாக தேர்ந்தெடுக்கவும்;

இரண்டாவதாக, உபகரணங்கள் மற்றும் உள்ளூர்மயமாக்கலைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்;

மூன்றாவதாக, சரியான செயல்முறை தொழில்நுட்பத்தை தேர்வு செய்யவும்.

4. SiC எபிடாக்சியல் தொழில்நுட்பத்தின் என்ன முன்னேற்றம்?

நடுத்தர மற்றும் குறைந்த மின்னழுத்த புலத்தில், SiC எபிடாக்சியல் வேஃபரின் தடிமன் மற்றும் ஊக்கமருந்து செறிவு ஒப்பீட்டளவில் நன்றாக இருக்கும். இருப்பினும், உயர் மின்னழுத்த துறையில், தடிமன், ஊக்கமருந்து செறிவின் சீரான தன்மை, முக்கோண குறைபாடுகள் மற்றும் பலவற்றை கடக்க வேண்டிய பல சிரமங்கள் இன்னும் உள்ளன.

நடுத்தர மற்றும் குறைந்த மின்னழுத்த பயன்பாடுகளில், SiC epitaxy செயல்முறை முதிர்ச்சியடைந்தது. SiC எபிடாக்சியல் மெல்லிய படம் SBD, JBS, MOS மற்றும் பிற சாதனங்களின் தேவைகளை நடுத்தர மற்றும் குறைந்த மின்னழுத்தத்தில் பூர்த்தி செய்ய முடியும். 1200V சாதனப் பயன்பாடுகளில் 10um எபிடாக்சியல் அடுக்குகளின் தடிமன் மற்றும் ஊக்கமருந்து செறிவு நல்ல அளவில் பெறப்படுகிறது. மேற்பரப்பு குறைபாடுகள் 0.5 சதுர மீட்டருக்கும் குறைவாக அடையலாம்.

உயர் மின்னழுத்த துறையில், சிலிக்கான் கார்பைடு எபிடாக்ஸி தொழில்நுட்பம் ஒப்பீட்டளவில் பின்தங்கிய நிலையில் உள்ளது. 200um SiC எபிடாக்சியல் வேஃபர் 20000 V சாதனத்தை உருவாக்குவதற்கான சீரான தன்மை, தடிமன் மற்றும் செறிவு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. இதற்கிடையில், உயர் மின்னழுத்த சாதனங்களுக்குத் தேவைப்படும் தடிமனான SiC படம் பல குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது, குறிப்பாக முக்கோண குறைபாடுகள். இது உயர் மின்னோட்ட சாதனங்களின் தயாரிப்பை பாதிக்கும். ஒரு பெரிய சிப் பகுதி ஒரு பெரிய மின்னோட்டத்தை உருவாக்க முடியும், மேலும் சிறுபான்மை கேரியரின் ஆயுட்காலம் குறைவாக இருக்கும்.

உயர் மின்னழுத்த புலத்தைப் பொறுத்தவரை, சாதன வகைகள் இருமுனை சாதனங்களைப் பயன்படுத்த முனைகின்றன, அதிக சிறுபான்மை கேரியர் வாழ்நாள் தேவைப்படுகிறது. சிறந்த முன்னோக்கி மின்னோட்டத்தைப் பெற சிறுபான்மை கேரியர் ஆயுட்காலம் குறைந்தது 5US அல்லது அதற்கு அதிகமாக இருக்க வேண்டும். SiC எபிடாக்சியல் செதில்களின் சிறுபான்மை கேரியர் வாழ்நாள் அளவுருக்கள் 1~2us ஆகும். எனவே, இப்போது உயர் மின்னழுத்த சாதனங்களுக்கு இது அவ்வளவு முக்கியமல்ல, ஆனால் அடுத்தடுத்த தொழில்நுட்ப சிகிச்சை தேவைப்படுகிறது.

5. SiC Epi Wafer இன் ஃபேப்ரிகேஷன் தொழில்நுட்பம் என்ன?

சிலிக்கான் கார்பைடு எபிடாக்ஸி சாதனங்களில் இரண்டு முக்கிய தொழில்நுட்பங்களைக் கொண்டுள்ளது:

1/படி ஓட்ட வளர்ச்சி மாதிரி 1980 இல் முன்மொழியப்பட்டது: இது எபிடாக்ஸியின் வளர்ச்சி மற்றும் தரத்தில் மிக முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. இது ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த வெப்பநிலையில் வளர்க்கப்படலாம். அதே நேரத்தில், வளர்ச்சி விகிதத்தை மேம்படுத்துவதற்காக அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட TCS இல் நாங்கள் ஆர்வமாக உள்ள 4H படிக வடிவத்திற்கு இது மிகவும் நிலையான கட்டுப்பாட்டை அடைய முடியும்.

2/டிசிஎஸ் அறிமுகம் பாரம்பரிய வளர்ச்சி விகிதத்தை விட 10 மடங்கு வளர்ச்சி விகிதத்தை அடைய முடியும். டிசிஎஸ் அறிமுகமானது உற்பத்தி விகிதத்தை மேம்படுத்துவது மட்டுமின்றி, தரத்தையும் பெரிதும் கட்டுப்படுத்துகிறது, குறிப்பாக சிலிக்கான் துளிகளின் கட்டுப்பாட்டிற்கு. எனவே, தடிமனான பிலிம் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சிக்கு இது மிகவும் நன்மை பயக்கும். இந்த தொழில்நுட்பம் முதன்முதலில் 14 ஆண்டுகளில் LPE ஆல் வணிகமயமாக்கப்பட்டது. சுமார் 17 ஆண்டுகளில், Aixtron சாதனங்களை மேம்படுத்தியது மற்றும் தொழில்நுட்பத்தை வணிக உபகரணங்களுக்கு மாற்றியது.

    உங்கள் வண்டியில் சேர்க்கப்பட்டது:
    வெளியேறுதல்