Белгәнебезчә, ярымүткәргеч кырында бер кристалл кремний (Si) - дөньяда иң киң кулланылган һәм иң зур күләмле ярымүткәргеч төп материал. Хәзерге вакытта ярымүткәргеч продуктларның 90% тан артыгы кремний нигезендәге материаллар ярдәмендә җитештерелә. Хәзерге энергия өлкәсендә югары көчле һәм югары көчәнешле җайланмаларга сорау арту белән, ярымүткәргеч материалларның төп параметрлары өчен тагын да катгый таләпләр куелды, мәсәлән, киңлек киңлеге, электр кырының көче өзелү, электрон туендыру тизлеге, җылылык үткәрүчәнлеге. Бу шартларда киң үткәргеч ярымүткәргеч материаллар күрсәтеләкремний карбид(SiC) югары көчле тыгызлык кушымталарының яратуы булып барлыкка килде.
Кушма ярымүткәргеч буларак,кремний карбидтабигатьтә бик сирәк һәм минераль моиссанит формасында барлыкка килә. Хәзерге вакытта дөньяда сатылган кремний карбидының барысы да ясалма рәвештә синтезланган. Кремний карбидының каты булуы, югары җылылык үткәрүчәнлеге, яхшы җылылык тотрыклылыгы, һәм югары критик өзелү электр кыры өстенлекләре бар. Бу югары көчәнешле һәм югары көчле ярымүткәргеч җайланмалар ясау өчен идеаль материал.
Шулай итеп, кремний карбид көче ярымүткәргеч җайланмалары ничек җитештерелә?
Кремний карбид җайланмасы җитештерү процессы белән кремнийга нигезләнгән традицион җитештерү процессы арасында нинди аерма бар? Бу саннан башлап, “ЭшләрКремний карбид җайланмасыManufactитештерү ”серләрен бер-бер артлы ачып бирәчәк.
I
Кремний карбид җайланмасы җитештерү процессы агымы
Кремний карбид җайланмаларын җитештерү процессы, гадәттә, кремний нигезендәге җайланмаларга охшаган, нигездә фотолитография, чистарту, допинг, эфир, кино формалаштыру, нечкәлек һәм башка процесслар. Күпчелек электр җайланмалары җитештерүчеләре кремний карбид җайланмаларының җитештерү ихтыяҗларын кремний нигезендә җитештерү процессына нигезләнеп җитештерү линияләрен яңартып канәгатьләндерә ала. Ләкин, кремний карбид материалларының махсус үзенчәлекләре, җайланма җитештерүнең кайбер процесслары кремний карбид җайланмаларына югары көчәнешкә һәм югары токка каршы торыр өчен, махсус үсеш өчен махсус җиһазларга таянырга тиешлеген билгели.
II
Кремний карбид махсус процесс модуллары белән таныштыру
Кремний карбид махсус процесс модульләре, нигездә, инъекция допингын, капка структурасын формалаштыру, морфология эфиры, металлизация һәм нечкә процессларны үз эченә ала.
(1) Инъекция допингы: Кремний карбидында углерод-кремний бәйләнешенең энергиясе зур булганга, пычрак атомнар кремний карбидында таралу кыен. Кремний карбид җайланмалары әзерләгәндә, PN тоташуларын допингка югары температурада ион имплантациясе ярдәмендә генә ирешеп була.
Допинг гадәттә бор һәм фосфор кебек пычрак ионнары белән эшләнә, һәм допинг тирәнлеге гадәттә 0,1μm ~ 3μm. Energyгары энергияле ион имплантациясе кремний карбид материалының тактасы структурасын җимерәчәк. Ион имплантациясе аркасында ясалган такталардагы зыянны төзәтү һәм аннальингның өслек тупаслыгына тәэсирен контрольдә тоту өчен, югары температуралы аннальинг кирәк. Төп процесслар - югары температуралы ион имплантациясе һәм югары температуралы аннальинг.
Рәсем 1 Ион имплантациясенең схематик схемасы һәм югары температуралы аннальинг эффектлары
(2) Капка структурасын формалаштыру: SiC / SiO2 интерфейсының сыйфаты канал миграциясенә һәм MOSFETның капка ышанычлылыгына зур йогынты ясый. SiC / SiO2 интерфейсындагы тыгыз бәйләнешләрне компенсацияләү өчен махсус капка оксиды һәм югары оксидлашу процессларын эшләргә кирәк, югары сыйфатлы SiC / SiO2 интерфейсының эш таләпләрен канәгатьләндерү өчен махсус атомнар (азот атомнары кебек). җайланмалар миграциясе. Төп процесслар - капка оксиды югары температуралы оксидлашу, LPCVD һәм PECVD.
Рәсем 2 Гади оксид пленкасының схематик схемасы һәм югары температуралы оксидлашу
(3) Морфология эфиры: Кремний карбид материаллары химик эреткечләрдә инерт, һәм төгәл морфология контроле коры эфир ысуллары ярдәмендә генә була ала; маска материаллары, маска эфирын сайлау, катнаш газ, тротуар белән идарә итү, эфир тизлеге, тротуарның тупаслыгы һ.б. кремний карбид материалларының характеристикалары буенча эшләнергә тиеш. Төп процесслар - нечкә пленка, фотолитография, диэлектрик пленка коррозиясе һәм коры эфир процесслары.
Рәсем 3 Кремний карбид эшкәртү процессының схематик схемасы
(4) Металлизация: deviceайланманың чыганак электроды кремний карбид белән яхшы түбән каршылыклы охмик контакт формалаштыру өчен металл таләп итә. Моның өчен металл чүпләү процессын көйләү һәм металл ярымүткәргеч контактның интерфейс торышын контрольдә тоту гына таләп ителми, шулай ук Шоттки барьер биеклеген киметү һәм металл-кремний карбид охмик контактына ирешү өчен югары температуралы аннальинг таләп ителә. Төп процесслар - металл магнитронның таралуы, электрон нурның парга әйләнүе һәм тиз җылылык белән аннальләштерү.
Рәсем 4 Магнитронның таралу принцибы һәм металлизация эффектының схематик схемасы
(5) Нечкә процесс: Кремний карбид материалы югары каты, югары бриттлы һәм түбән сыну катгыйлыгына хас. Аның тарту процессы материалның ватылуына китерә, вафин өслегенә һәм асты өслегенә зыян китерә. Кремний карбид җайланмаларының җитештерү ихтыяҗларын канәгатьләндерү өчен яңа тарту процесслары эшләнергә тиеш. Төп процесслар - дискларны тарту, пленка ябыштыру һәм кабыгы һ.б.
Рәсем 5 Вафин тарту / нечкәртү принцибының схематик схемасы
Пост вакыты: 22-2024 октябрь