Тотрыклы җитештерүчән югары сыйфатлы кремний карбид ваферларында тотрыклы масса җитештерүче техник кыенлыклар:
1) Кристалллар 2000 ° C-тан югары температурада мөһерләнгән мохиттә үсәргә тиеш булганлыктан, температураны контрольдә тоту таләпләре бик югары;
2) Кремний карбидының 200 дән артык кристалл структурасы булганлыктан, бер кристалл кремний карбидының берничә структурасы гына кирәкле ярымүткәргеч материаллар, кремнийдан углерод коэффициенты, үсеш температурасы градиенты һәм кристалл үсеше төгәл контрольдә тотылырга тиеш. кристалл үсеш процессы. Тизлек һәм һава агымы басымы кебек параметрлар;
3) Пар фазасын тапшыру ысулы буенча кремний карбид кристалл үсешенең диаметрын киңәйтү технологиясе бик катлаулы;
4) Кремний карбидының катылыгы бриллиантныкына якын, һәм кисү, тарту һәм бизәү техникасы авыр.
SiC эпитаксиаль ваферлар: гадәттә химик пар парламенты (CVD) ысулы белән җитештерелә. Төрле допинг төрләре буенча, алар n тибындагы һәм p тибындагы эпитаксиаль ваферларга бүленәләр. Эчке Хантиан Тяньчэнг һәм Донггуан Тяню 4 дюйм / 6 дюймлы SiC эпитаксиаль вафер белән тәэмин итә алалар. SiC эпитаксы өчен югары көчәнеш кырында идарә итү кыен, һәм SiC эпитаксының сыйфаты SiC җайланмаларына зуррак йогынты ясый. Моннан тыш, эпитаксиаль җиһазлар тармактагы дүрт әйдәп баручы компания тарафыннан монополияләнә: Axitron, LPE, TEL һәм Nuflare.
Кремний карбид эпитаксиалывафин кремний карбид ваферын аңлата, анда бер кристалл пленка (эпитаксиаль катлам) билгеле таләпләр белән һәм оригиналь кремний карбид субстратында субстрат кристалл белән бер үк. Эпитаксиаль үсеш, нигездә, CVD (Химик пар парламенты,) җиһазларын яки MBE (Молекуляр нур эпитаксы) җиһазларын куллана. Кремний карбид җайланмалары эпитаксиаль катламда турыдан-туры җитештерелгәнгә, эпитаксиаль катламның сыйфаты җайланманың эшенә һәм җитештерүчәнлегенә турыдан-туры тәэсир итә. Theайланманың көчәнешкә каршы торуы көчәя барган саен, эпитаксиаль катламның калынлыгы калынлаша һәм контроль катлаулана. Гомумән алганда, көчәнеш 600В тирәсе булганда, кирәкле эпитаксиаль катлам калынлыгы 6 микрон тирәсе; көчәнеш 1200-1700В арасында булганда, кирәкле эпитаксиаль катлам калынлыгы 10-15 микронга җитә. Әгәр көчәнеш 10,000 вольттан артса, эпитаксиаль катлам калынлыгы 100 микроннан артык булырга мөмкин. Эпитаксиаль катламның калынлыгы арта барган саен, калынлыкны, каршылык бердәмлеген һәм җитешсезлек тыгызлыгын контрольдә тоту кыенлаша.
SiC җайланмалары: Халыкара, 600 ~ 1700V SiC SBD һәм MOSFET индустриальләштерелгән. Төп продуктлар 1200Втан түбән көчәнеш дәрәҗәсендә эшлиләр һәм беренче чиратта TO төрү өчен кулланалар. Бәяләү ягыннан, халыкара базардагы SiC продуктлары Si хезмәттәшләренә караганда 5-6 тапкыр артыграк. Ләкин бәяләр ел саен 10% ка кими. Киләсе 2-3 ел эчендә агымдагы материалларның һәм җайланмалар җитештерүнең киңәюе белән базар тәэминаты артачак, бу бәяләрнең тагын да төшүенә китерәчәк. Бәяләр Si продуктларына караганда 2-3 тапкырга җиткәч, система чыгымнары кимү һәм яхшыртылган эш алып бару өстенлекләре SiC-ны Si җайланмаларының базар мәйданын яулап алырга этәрәчәк.
Традицион төрү кремний нигезендәге субстратларга нигезләнгән, өченче буын ярымүткәргеч материаллар бөтенләй яңа дизайн таләп итә. Киң диапазонлы электр җайланмалары өчен традицион кремний нигезендәге упаковка структураларын куллану ешлык, җылылык белән идарә итү, ышанычлылык белән бәйле яңа проблемалар һәм проблемалар кертә ала. SiC электр җайланмалары паразитик сыйдырышлыкка һәм индуктивлыкка сизгеррәк. Si җайланмалары белән чагыштырганда, SiC электр чиплары тизрәк күчү тизлегенә ия, бу артык атылуга, осылуга, күчү югалтуларының артуына һәм хәтта җайланманың эшләмәвенә китерергә мөмкин. Моннан тыш, SiC электр җайланмалары югары температурада эшлиләр, җылылык белән идарә итүнең алдынгы техникасын таләп итәләр.
Киң диапазонлы ярымүткәргеч электр упаковкасы өлкәсендә төрле структуралар эшләнде. Традицион Si нигезендәге электр модулын төрү яраксыз. Paraгары паразитик параметрлар һәм традицион Si нигезендәге электр модулын упаковкаларның начар җылылык эффективлыгы проблемаларын чишү өчен, SiC электр модулын төрү чыбыксыз үзара бәйләнешне һәм ике яклы суыту технологиясен үз структурасында куллана, шулай ук субстрат материалларны яхшырак җылылык белән куллана. үткәрүчәнлек, һәм конденсаторларны, температураны / ток сенсорларын, һәм схемаларны модуль структурасына интеграцияләргә тырышты, һәм төрле модуль төрү технологияләрен эшләде. Моннан тыш, SiC җайланмалары җитештерү өчен югары техник киртәләр бар һәм җитештерү чыгымнары зур.
Кремний карбид җайланмалары эпитаксиаль катламнарны кремний карбид субстратына CVD аша урнаштырып җитештерәләр. Бу процесс чистарту, оксидлаштыру, фотолитография, эфирлау, фоторезистны чистарту, ион имплантациясе, кремний нитридының химик парларын чүпләү, полировкалау, бөтерү, һәм соңрак эшкәртү адымнары SiC бер кристалл субстратында җайланма структурасын формалаштыру. SiC электр җайланмаларының төп төрләренә SiC диодлары, SiC транзисторлары һәм SiC электр модуллары керә. Агымдагы материал җитештерү тизлеге һәм түбән җитештерү темплары кебек факторлар аркасында кремний карбид җайланмалары җитештерү чыгымнары чагыштырмача зур.
Моннан тыш, кремний карбид җайланмасы җитештерүнең кайбер техник кыенлыклары бар:
1) Кремний карбид материалларының характеристикасына туры килгән конкрет процесс эшләргә кирәк. Мәсәлән: SiC югары эретү ноктасына ия, бу традицион җылылык диффузиясен эффектив итә. Ион имплантациясен допинг ысулын кулланырга һәм температура, җылыту темплары, озынлыгы, газ агымы кебек параметрларны төгәл контрольдә тотарга кирәк; SiC химик эреткечләргә инерт. Коры эфир кебек ысуллар кулланылырга тиеш, һәм маска материаллары, газ катнашмалары, тротуар кырыен контрольдә тоту, эфир тизлеге, тротуарның тупаслыгы һ.б. оптимальләштерелергә һәм эшләнергә тиеш;
2) Кремний карбид вафларында металл электродлар җитештерү 10-5-2 астыннан контактка каршы торуны таләп итә. Ни һәм Аль таләпләренә туры килгән электрод материаллары 100 ° C-тан югары җылылык тотрыклылыгына ия, ләкин Al / Ni яхшырак җылылык тотрыклылыгына ия. / W / Au композит электрод материалының контакт конкрет каршылыгы 10-3-2 югарырак;
3) SiC югары кисү киеменә ия, һәм SiC катылыгы бриллианттан соң икенче урында тора, бу кисү, тарту, бизәү һәм башка технологияләргә югары таләпләр куя.
Моннан тыш, траншея кремний карбид электр җайланмалары җитештерү авыррак. Төрле җайланма структуралары буенча кремний карбид энергия җайланмалары нигездә планар җайланмаларга һәм окоп җайланмаларына бүленергә мөмкин. Планар кремний карбид энергия җайланмалары яхшы берәмлек эзлеклелегенә һәм гади җитештерү процессына ия, ләкин JFET эффектына ия һәм югары паразитик сыйдырышлыкка һәм дәүләт каршылыгына ия. Планар җайланмалар белән чагыштырганда, траншея кремний карбид электр җайланмалары түбән берәмлек эзлеклелегенә ия һәм катлаулырак җитештерү процессына ия. Ләкин, окоп структурасы җайланма берәмлеге тыгызлыгын арттыру өчен уңайлы һәм JFET эффектын чыгару ихтималы аз, бу канал хәрәкәте проблемасын чишү өчен файдалы. Кечкенә каршылык, кечкенә паразитик сыйдырышлык, энергияне аз куллану кебек искиткеч үзенчәлекләргә ия. Бу зур бәягә һәм җитештерү өстенлекләренә ия һәм кремний карбид электр җайланмалары үсешенең төп юнәлешенә әйләнде. Rohm рәсми сайты буенча, ROHM Gen3 структурасы (Gen1 транш структурасы) Gen2 (Планнар2) чип мәйданының 75% тәшкил итә, һәм ROHM Gen3 структурасының каршылыгы шул ук чип зурлыгында 50% ка кими.
Кремний карбид субстраты, эпитакси, фронтовик, R&D чыгымнары һәм башкалар тиешенчә кремний карбид җайланмалары җитештерү бәясенең 47%, 23%, 19%, 6% һәм 5% тәшкил итә.
Ниһаять, без кремний карбид сәнәгате чылбырындагы субстратларның техник киртәләрен җимерүгә игътибар итәрбез.
Кремний карбид субстратларын җитештерү процессы кремний нигезендәге субстратларга охшаган, ләкин катлаулырак.
Кремний карбид субстратын җитештерү процессы, гадәттә, чимал синтезын, кристалл үсешен, ингот эшкәртү, ингот кисү, вафер тарту, бизәү, чистарту һәм башка сылтамаларны үз эченә ала.
Кристалл үсеш этапы - бөтен процессның үзәге, һәм бу адым кремний карбид субстратының электр үзлекләрен билгели.
Кремний карбид материаллары сыек шартларда гадәти шартларда үсү кыен. Бүгенге көндә базарда популяр булган пар фазасы үсеш ысулы 2300 ° C-тан югары температурага ия һәм үсеш температурасын төгәл контрольдә тотуны таләп итә. Бөтен операция процессын күзәтү авыр диярлек. Бераз хата продуктны кыруга китерәчәк. Чагыштыру өчен, кремний материаллары 1600 only гына таләп итә, бу күпкә түбән. Кремний карбид субстратларын әзерләү шулай ук әкрен кристалл үсеше һәм югары кристалл форма таләпләре кебек кыенлыклар белән очраша. Кремний карбид ваферы үсеше якынча 7-10 көн дәвам итә, кремний таягын тарту 2 ярым көн дәвам итә. Моннан тыш, кремний карбид - катылыгы бриллианттан соң икенче урында торган материал. Кисү, тарту һәм бизәү вакытында ул күп нәрсәне югалтачак, һәм чыгару коэффициенты 60% тәшкил итә.
Без беләбез, тенденция кремний карбид субстратларының күләмен арттыру, зурлыгы арта барган саен, диаметрны киңәйтү технологиясенә таләпләр арта бара. Бу кристаллларның iterative үсешенә ирешү өчен төрле техник контроль элементларның кушылуын таләп итә.
Пост вакыты: 22-2024 май