Қуат құрылғыларына арналған SiC эпитаксиалды пластинасы – 4H-SiC, N-типті, ақау тығыздығы төмен
Егжей-тегжейлі диаграмма
Кіріспе
SiC эпитаксиалды пластинасы заманауи жоғары өнімді жартылай өткізгіш құрылғылардың, әсіресе жоғары қуатты, жоғары жиілікті және жоғары температуралы операцияларға арналған құрылғылардың негізі болып табылады. SiC эпитаксиалды пластинасы SiC субстратының үстінде өсірілген жоғары сапалы, жұқа SiC эпитаксиалды қабатынан тұрады. SiC эпитаксиалды пластина технологиясын қолдану дәстүрлі кремний негізіндегі пластиналармен салыстырғанда жоғары физикалық және электрондық қасиеттеріне байланысты электр көліктерінде, ақылды желілерде, жаңартылатын энергия жүйелерінде және аэроғарыш саласында тез кеңейіп келеді.
SiC эпитаксиалды пластинасын жасау принциптері
SiC эпитаксиалды пластинасын жасау үшін жоғары бақыланатын химиялық бу тұндыру (CVD) процесі қажет. Эпитаксиалды қабат әдетте монокристалды SiC субстратында силан (SiH₄), пропан (C₃H₈) және сутегі (H₂) сияқты газдарды пайдаланып, 1500°C-тан жоғары температурада өсіріледі. Бұл жоғары температуралы эпитаксиалды өсу кристалдықтың тамаша туралануын және эпитаксиалды қабат пен субстрат арасындағы минималды ақауларды қамтамасыз етеді.
Процесс бірнеше негізгі кезеңдерді қамтиды:
-
Субстратты дайындау: Негізгі SiC пластинасы тазартылып, атомдық тегістікке дейін жылтыратылады.
-
Жүрек-қан тамырлары ауруларының өсуіЖоғары тазалықтағы реакторда газдар субстратқа монокристалды SiC қабатын тұндыру үшін реакцияға түседі.
-
Допинг бақылауыҚажетті электрлік қасиеттерге жету үшін эпитаксия кезінде N-типті немесе P-типті қоспа енгізіледі.
-
Инспекция және метрологияОптикалық микроскопия, AFM және рентгендік дифракция қабат қалыңдығын, легирлеу концентрациясын және ақау тығыздығын тексеру үшін қолданылады.
Әрбір SiC эпитаксиалды пластинасы қалыңдықтың біркелкілігінде, бетінің тегістігінде және кедергісінде қатаң төзімділікті сақтау үшін мұқият бақыланады. Бұл параметрлерді дәл реттеу мүмкіндігі жоғары вольтты MOSFET, Шоттки диодтары және басқа да қуат құрылғылары үшін өте маңызды.
Техникалық сипаттама
| Параметр | Техникалық сипаттама |
| Санаттар | Материалтану, монокристалды субстраттар |
| Көптүрлі | 4H |
| Допинг | N түрі |
| Диаметрі | 101 мм |
| Диаметрге төзімділік | ± 5% |
| Қалыңдығы | 0,35 мм |
| Қалыңдыққа төзімділік | ± 5% |
| Бастапқы жазық ұзындық | 22 мм (± 10%) |
| TTV (жалпы қалыңдықтың өзгеруі) | ≤10 мкм |
| Верб | ≤25 мкм |
| FWHM | ≤30 доға-сек |
| Беткі әрлеу | Rq ≤0,35 нм |
SiC эпитаксиалды пластинасының қолданылуы
SiC эпитаксиалды пластина өнімдері бірнеше салада өте қажет:
-
Электр көліктері (ЭК)SiC Epitaxial Wafer негізіндегі құрылғылар қуат беру жүйесінің тиімділігін арттырады және салмақты азайтады.
-
Жаңартылатын энергияКүн және жел энергиясы жүйелеріне арналған инверторларда қолданылады.
-
Өнеркәсіптік қуат көздері: Төмен шығындармен жоғары жиілікті, жоғары температуралы коммутацияны қосыңыз.
-
Аэроғарыш және қорғаныс: Берік жартылай өткізгіштерді қажет ететін қатал орталар үшін өте қолайлы.
-
5G базалық станцияларыSiC эпитаксиалды пластинасының компоненттері радиожиілікті қолдану үшін жоғары қуат тығыздығын қолдайды.
SiC эпитаксиалды пластинасы кремний пластиналарымен салыстырғанда ықшам конструкцияларды, жылдам ауысуды және энергияны түрлендірудің жоғары тиімділігін қамтамасыз етеді.
SiC эпитаксиалды пластинасының артықшылықтары
SiC эпитаксиалды пластина технологиясы айтарлықтай артықшылықтар береді:
-
Жоғары бұзылу кернеуіSi пластиналарына қарағанда 10 есе жоғары кернеуге төтеп береді.
-
Жылу өткізгіштігіSiC эпитаксиалды пластинасы жылуды тезірек таратады, бұл құрылғылардың салқынырақ және сенімдірек жұмыс істеуіне мүмкіндік береді.
-
Жоғары ауысу жылдамдықтарыКоммутация кезіндегі шығындардың төмендеуі тиімділікті арттыруға және миниатюризациялауға мүмкіндік береді.
-
Кең жолақ аралығы: Жоғары кернеулер мен температураларда тұрақтылықты қамтамасыз етеді.
-
Материалдың беріктігіSiC химиялық тұрғыдан инертті және механикалық тұрғыдан берік, күрделі қолданбалар үшін өте қолайлы.
Бұл артықшылықтар SiC эпитаксиалды пластинасын келесі буын жартылай өткізгіштері үшін таңдаулы материал етеді.
Жиі қойылатын сұрақтар: SiC эпитаксиалды пластинасы
1-сұрақ: SiC пластинасы мен SiC эпитаксиалды пластинасының айырмашылығы неде?
SiC пластинасы көлемді негізді білдіреді, ал SiC эпитаксиалды пластинасы құрылғы жасауда қолданылатын арнайы өсірілген легирленген қабатты қамтиды.
2-сұрақ: SiC эпитаксиалды пластина қабаттары үшін қандай қалыңдықтар бар?
Эпитаксиалды қабаттар әдетте қолдану талаптарына байланысты бірнеше микрометрден 100 мкм-ге дейін болады.
3-сұрақ: SiC эпитаксиалды пластинасы жоғары температуралы ортаға жарамды ма?
Иә, SiC эпитаксиалды пластинасы 600°C жоғары температурада жұмыс істей алады, бұл кремнийден айтарлықтай асып түседі.
4-сұрақ: SiC эпитаксиалды пластинасындағы ақау тығыздығы неліктен маңызды?
Төмен ақау тығыздығы құрылғының өнімділігін және өнімділігін жақсартады, әсіресе жоғары вольтты қолданбалар үшін.
5-сұрақ: N-типті және P-типті SiC эпитаксиалды пластиналарының екеуі де қолжетімді ме?
Иә, екі түрі де эпитаксиалды процесс кезінде дәл қоспа газын бақылау арқылы өндіріледі.
С6: SiC эпитаксиалды пластинасы үшін қандай пластина өлшемдері стандартты болып табылады?
Стандартты диаметрлерге 2 дюймдік, 4 дюймдік, 6 дюймдік және көп көлемді өндіріс үшін 8 дюймдік диаметрлер кіреді.
7-сұрақ: SiC эпитаксиалды пластинасы шығын мен тиімділікке қалай әсер етеді?
Бастапқыда кремнийге қарағанда қымбатырақ болғанымен, SiC эпитаксиалды пластинасы жүйенің өлшемін және қуат шығынын азайтады, ұзақ мерзімді перспективада жалпы шығын тиімділігін арттырады.









