Awọn iṣoro imọ-ẹrọ ni iṣelọpọ ibi-iduroṣinṣin-didara didara ohun alumọni carbide wafers pẹlu iṣẹ iduroṣinṣin pẹlu:
1) Niwọn igba ti awọn kirisita nilo lati dagba ni iwọn otutu ti o ni edidi ti o ga ju 2000 ° C, awọn ibeere iṣakoso iwọn otutu jẹ giga julọ;
2) Niwọn igba ti ohun alumọni ohun alumọni ni diẹ sii ju awọn ẹya gara 200, ṣugbọn awọn ẹya diẹ ti ohun alumọni ohun alumọni ẹyọkan ni awọn ohun elo semikondokito ti a beere, ipin silikoni-si-erogba, iwọn otutu idagba, ati idagbasoke gara nilo lati ni iṣakoso ni deede lakoko ilana idagbasoke gara. Awọn paramita bii iyara ati titẹ ṣiṣan afẹfẹ;
3) Labẹ ọna gbigbe alakoso oru, imọ-ẹrọ imugboroja iwọn ila opin ti ohun alumọni carbide crystal idagbasoke jẹ gidigidi soro;
4) Lile ti ohun alumọni carbide jẹ isunmọ si ti diamond, ati gige, lilọ, ati awọn imuposi didan jẹ nira.
SiC epitaxial wafers: nigbagbogbo ti a ṣelọpọ nipasẹ ọna isọdi eeru kẹmika (CVD). Gẹgẹbi awọn oriṣi doping oriṣiriṣi, wọn pin si iru n-type ati p-type epitaxial wafers. Hantian Tiancheng ti ile ati Dongguan Tianyu ti le pese awọn wafers epitaxial 4-inch/6-inch SiC. Fun SiC epitaxy, o ṣoro lati ṣakoso ni aaye giga-voltaxy, ati pe didara SiC epitaxy ni ipa nla lori awọn ẹrọ SiC. Pẹlupẹlu, ohun elo epitaxial jẹ monopolized nipasẹ awọn ile-iṣẹ oludari mẹrin ni ile-iṣẹ: Axitron, LPE, TEL ati Nuflare.
Silikoni carbide epitaxialwafer tọka si wafer ohun alumọni ohun alumọni ninu eyiti fiimu gara kan kan ( Layer epitaxial ) pẹlu awọn ibeere kan ati kanna bi okuta sobusitireti ti dagba lori sobusitireti ohun alumọni carbide atilẹba. Idagbasoke Epitaxial ni pataki nlo CVD (Kẹmika Vapor Deposition, ) ohun elo tabi ohun elo MBE (Molecular Beam Epitaxy). Niwọn igba ti awọn ẹrọ carbide silikoni ti ṣelọpọ taara ni Layer epitaxial, didara ti Layer epitaxial taara ni ipa lori iṣẹ ati ikore ẹrọ naa. Bi awọn foliteji withstand iṣẹ ti awọn ẹrọ tẹsiwaju lati mu, awọn sisanra ti awọn ti o baamu epitaxial Layer di nipon ati awọn iṣakoso di isoro siwaju sii.Generally, nigbati awọn foliteji ni ayika 600V, awọn ti a beere epitaxial Layer sisanra jẹ nipa 6 microns; nigbati awọn foliteji ni laarin 1200-1700V, awọn ti a beere epitaxial Layer sisanra Gigun 10-15 microns. Ti foliteji ba de diẹ sii ju 10,000 volts, sisanra Layer epitaxial ti o ju 100 microns le nilo. Bi sisanra ti Layer epitaxial ti n tẹsiwaju lati pọ si, o di pupọ si nira lati ṣakoso sisanra ati isokan resistivity ati iwuwo abawọn.
Awọn ẹrọ SiC: Ni kariaye, 600 ~ 1700V SiC SBD ati MOSFET ti jẹ iṣelọpọ. Awọn ọja akọkọ n ṣiṣẹ ni awọn ipele foliteji ni isalẹ 1200V ati ni akọkọ gba TO apoti. Ni awọn ofin ti idiyele, awọn ọja SiC lori ọja kariaye jẹ idiyele ni awọn akoko 5-6 ti o ga ju awọn ẹlẹgbẹ Si wọn lọ. Sibẹsibẹ, awọn idiyele n dinku ni oṣuwọn lododun ti 10%. pẹlu imugboroosi ti awọn ohun elo ti oke ati iṣelọpọ ẹrọ ni awọn ọdun 2-3 to nbọ, ipese ọja yoo pọ si, ti o yori si awọn idinku idiyele siwaju. O nireti pe nigbati idiyele ba de awọn akoko 2-3 ti awọn ọja Si, awọn anfani ti o mu nipasẹ awọn idiyele eto idinku ati iṣẹ ilọsiwaju yoo wakọ SiC diẹdiẹ lati gba aaye ọja ti awọn ẹrọ Si.
Iṣakojọpọ ti aṣa da lori awọn sobusitireti ti o da lori ohun alumọni, lakoko ti awọn ohun elo semikondokito iran-kẹta nilo apẹrẹ tuntun patapata. Lilo awọn ẹya ipilẹ ti ohun alumọni ti aṣa fun awọn ẹrọ agbara bandgap jakejado le ṣafihan awọn ọran tuntun ati awọn italaya ti o ni ibatan si igbohunsafẹfẹ, iṣakoso igbona, ati igbẹkẹle. Awọn ẹrọ agbara SiC jẹ ifarabalẹ diẹ sii si agbara parasitic ati inductance. Ti a ṣe afiwe si awọn ẹrọ Si, awọn eerun agbara SiC ni awọn iyara iyipada yiyara, eyiti o le ja si overshoot, oscillation, alekun awọn adanu iyipada, ati paapaa awọn aiṣedeede ẹrọ. Ni afikun, awọn ẹrọ agbara SiC ṣiṣẹ ni awọn iwọn otutu ti o ga julọ, nilo awọn ilana iṣakoso igbona to ti ni ilọsiwaju diẹ sii.
Orisirisi awọn ẹya oriṣiriṣi ti ni idagbasoke ni aaye ti iṣakojọpọ agbara semikondokito jakejado-bandgap. Iṣakojọpọ module agbara orisun Si-ibile ko dara mọ. Lati le yanju awọn iṣoro ti awọn aye parasitic giga ati ṣiṣe itusilẹ ooru ti ko dara ti iṣakojọpọ module agbara Si-orisun ibile, iṣakojọpọ module agbara SiC gba isọpọ alailowaya ati imọ-ẹrọ itutu agba meji ni eto rẹ, ati tun gba awọn ohun elo sobusitireti pẹlu igbona to dara julọ. iṣiṣẹ, ati gbiyanju lati ṣepọ awọn capacitors decoupling, iwọn otutu / awọn sensọ lọwọlọwọ, ati awọn iyika wakọ sinu eto module, ati idagbasoke ọpọlọpọ awọn apoti modulu oriṣiriṣi. awọn imọ-ẹrọ. Pẹlupẹlu, awọn idena imọ-ẹrọ giga wa si iṣelọpọ ẹrọ SiC ati awọn idiyele iṣelọpọ ga.
Awọn ẹrọ carbide silikoni jẹ iṣelọpọ nipasẹ fifipamọ awọn fẹlẹfẹlẹ epitaxial lori sobusitireti ohun alumọni carbide nipasẹ CVD. Ilana naa pẹlu mimọ, ifoyina, fọtolithography, etching, yiyọ kuro ti photoresist, gbin ion, ifisilẹ ikemika ti ohun alumọni nitride, didan, sputtering, ati awọn igbesẹ sisẹ to tẹle lati ṣe agbekalẹ eto ẹrọ lori sobusitireti okuta kan ṣoṣo SiC. Awọn oriṣi akọkọ ti awọn ẹrọ agbara SiC pẹlu awọn diodes SiC, awọn transistors SiC, ati awọn modulu agbara SiC. Nitori awọn ifosiwewe bii iyara iṣelọpọ ohun elo ti o lọra ati awọn oṣuwọn ikore kekere, awọn ẹrọ carbide ohun alumọni ni awọn idiyele iṣelọpọ ti o ga julọ.
Ni afikun, iṣelọpọ ohun elo carbide silikoni ni awọn iṣoro imọ-ẹrọ kan:
1) O jẹ dandan lati ṣe agbekalẹ ilana kan pato ti o ni ibamu pẹlu awọn abuda ti awọn ohun elo carbide silikoni. Fun apẹẹrẹ: SiC ni aaye yo ti o ga, eyiti o jẹ ki itankale igbona ti aṣa ko ni doko. O jẹ dandan lati lo ọna doping fifin ion ati deede iṣakoso awọn aye bii iwọn otutu, oṣuwọn alapapo, iye akoko, ati ṣiṣan gaasi; SiC jẹ inert si awọn olomi kemikali. Awọn ọna bii etching gbẹ yẹ ki o lo, ati awọn ohun elo iboju-boju, awọn apopọ gaasi, iṣakoso ti igun apa odi, oṣuwọn etching, roughness sidewall, bbl yẹ ki o wa ni iṣapeye ati idagbasoke;
2) Awọn iṣelọpọ ti awọn amọna irin lori awọn wafers carbide silikoni nilo resistance olubasọrọ ni isalẹ 10-5Ω2. Awọn ohun elo elekiturodu ti o pade awọn ibeere, Ni ati Al, ni iduroṣinṣin igbona ti ko dara ju 100 ° C, ṣugbọn Al / Ni ni iduroṣinṣin igbona to dara julọ. Awọn olubasọrọ kan pato resistance ti / W/Au eroja elekiturodu ohun elo jẹ 10-3Ω2 ti o ga;
3) SiC ni gige gige giga, ati lile ti SiC jẹ keji nikan si diamond, eyiti o gbe awọn ibeere ti o ga julọ siwaju fun gige, lilọ, didan ati awọn imọ-ẹrọ miiran.
Pẹlupẹlu, awọn ẹrọ agbara ohun alumọni carbide trench ni o nira diẹ sii lati ṣe. Ni ibamu si awọn ẹya ẹrọ oriṣiriṣi, awọn ẹrọ agbara ohun alumọni carbide le pin ni akọkọ si awọn ẹrọ ero ati awọn ẹrọ trench. Awọn ẹrọ agbara ohun alumọni ohun alumọni Planar ni aitasera ẹyọkan ti o dara ati ilana iṣelọpọ ti o rọrun, ṣugbọn o ni itara si ipa JFET ati pe o ni agbara parasitic giga ati resistance on-ipinle. Ti a ṣe afiwe pẹlu awọn ẹrọ ero, awọn ẹrọ agbara ohun alumọni carbide trench ni aitasera ẹyọ kekere ati ni ilana iṣelọpọ eka diẹ sii. Bibẹẹkọ, eto trench jẹ itara si jijẹ iwuwo ẹyọ ẹrọ ati pe ko ṣeeṣe lati ṣe agbejade ipa JFET, eyiti o jẹ anfani lati yanju iṣoro ti iṣipopada ikanni. O ni awọn ohun-ini ti o dara julọ gẹgẹbi kekere on-resistance, agbara parasitic kekere, ati agbara iyipada kekere. O ni idiyele pataki ati awọn anfani iṣẹ ati pe o ti di itọsọna akọkọ ti idagbasoke awọn ẹrọ agbara ohun alumọni carbide. Gẹgẹbi oju opo wẹẹbu osise ti Rohm, eto ROHM Gen3 (Ipilẹ Gen1 Trench) jẹ 75% nikan ti agbegbe Chip Gen2 (Plannar2), ati pe ROHM Gen3 ẹya on-resistance ti dinku nipasẹ 50% labẹ iwọn ërún kanna.
Silikoni carbide sobusitireti, epitaxy, iwaju-opin, awọn inawo R&D ati awọn miiran ṣe akọọlẹ fun 47%, 23%, 19%, 6% ati 5% ti idiyele iṣelọpọ ti awọn ohun elo ohun alumọni carbide lẹsẹsẹ.
Ni ipari, a yoo dojukọ lori fifọ awọn idena imọ-ẹrọ ti awọn sobusitireti ninu pq ile-iṣẹ ohun alumọni carbide.
Ilana iṣelọpọ ti awọn sobusitireti ohun alumọni carbide jẹ iru si ti awọn sobusitireti ti o da lori silikoni, ṣugbọn o nira sii.
Ilana iṣelọpọ ti sobusitireti ohun alumọni ni gbogbogbo pẹlu iṣelọpọ ohun elo aise, idagbasoke gara, sisẹ ingot, gige ingot, lilọ wafer, didan, mimọ ati awọn ọna asopọ miiran.
Ipele idagbasoke kirisita jẹ ipilẹ ti gbogbo ilana, ati pe igbesẹ yii ṣe ipinnu awọn ohun-ini itanna ti sobusitireti carbide ohun alumọni.
Awọn ohun elo carbide silikoni nira lati dagba ni ipele omi labẹ awọn ipo deede. Ọna idagbasoke alakoso oru ti o gbajumọ ni ọja loni ni iwọn otutu idagbasoke loke 2300 ° C ati nilo iṣakoso deede ti iwọn otutu idagbasoke. Gbogbo ilana iṣiṣẹ jẹ fere soro lati ṣe akiyesi. Aṣiṣe diẹ yoo ja si idinku ọja. Ni ifiwera, awọn ohun elo silikoni nikan nilo 1600 ℃, eyiti o kere pupọ. Ngbaradi awọn sobusitireti ohun alumọni carbide tun koju awọn iṣoro bii idagbasoke gara ti o lọra ati awọn ibeere fọọmu gara giga. Silikoni carbide wafer idagbasoke gba to 7 to 10 ọjọ, nigba ti ohun alumọni opa fifa nikan gba 2 ati idaji ọjọ kan. Pẹlupẹlu, carbide silikoni jẹ ohun elo ti lile rẹ jẹ keji nikan si diamond. Yoo padanu pupọ lakoko gige, lilọ, ati didan, ati pe ipin abajade jẹ 60% nikan.
A mọ pe aṣa naa ni lati mu iwọn awọn sobsitireti carbide silikoni pọ si, bi iwọn naa ti n tẹsiwaju lati pọ si, awọn ibeere fun imọ-ẹrọ imugboroja iwọn ila opin ti n ga ati ga julọ. O nilo apapo awọn eroja iṣakoso imọ-ẹrọ pupọ lati ṣaṣeyọri idagbasoke aṣetunṣe ti awọn kirisita.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Karun-22-2024