SiC эпитаксиаль үсеш процессының төп кереше

Эпитаксиаль катлам - эпаксиаль процесс ярдәмендә ваферда үскән билгеле бер кристалл фильм, һәм субстрат вафер һәм эпитаксиаль фильм эпитаксиаль вафер дип атала.Кремний карбид эпитаксиаль катламын үткәргеч кремний карбид субстратында үстереп, кремний карбид бертөрле эпитаксиаль ваферны Шоттки диодларына, MOSFETs, IGBT һәм башка электр җайланмаларына әзерләргә була, алар арасында 4H-SiC субстраты иң еш кулланыла.

Кремний карбид электр җайланмасы һәм традицион кремний электр җайланмасы җитештерү процессы төрле булганга, аны турыдан-туры кремний карбид бер кристалл материалда ясап булмый.Өстәмә югары сыйфатлы эпитаксиаль материаллар үткәргеч бер кристалл субстратта үстерелергә тиеш, һәм эпитаксиаль катламда төрле җайланмалар җитештерелергә тиеш.Шуңа күрә эпитаксиаль катламның сыйфаты җайланманың эшенә зур йогынты ясый.Төрле энергия җайланмаларының эшләвен яхшырту шулай ук ​​эпитаксиаль катлам калынлыгына, допинг концентрациясенә һәм җитешсезлекләренә югары таләпләр куя.

ИНҖИР.1. Допинг концентрациясе һәм бер поляр җайланманың эпитаксиаль катлам калынлыгы һәм көчәнешне блоклау арасындагы бәйләнеш

СИП эпитаксиаль катламны әзерләү ысулларына, нигездә, парга әйләнү ысулы, сыек фаза эпитаксиаль үсеш (LPE), молекуляр нур эпитаксиаль үсеш (MBE) һәм химик пар парламенты (CVD) керә.Хәзерге вакытта химик парларны чүпләү (CVD) - заводларда зур күләмле җитештерү өчен кулланылган төп ысул.

ИНҖИР.2. Эпитаксиаль катламның төп әзерләү ысулларын чагыштыру

2 0001} субстратында, билгеле бер почмаклы субстрат, 2 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, баскыч өслегенең тыгызлыгы зуррак, һәм баскыч өслегенең зурлыгы кечерәк, кристалл нуклеяциясе җиңел түгел. баскыч өслегендә була, ләкин ешрак адымның кушылу ноктасында була.Бу очракта бер генә ачкыч ачкычы бар.Шуңа күрә, эпитаксиаль катлам субстратның туплау тәртибен камилләштерә ала, шулай итеп күп типтагы яшәү проблемасын бетерә.

ИНҖИР.3. 4H-SiC адым контроле эпитакси ысулының физик процесс схемасы

ИНҖИР.4. 4H-SiC адым белән идарә ителгән эпитаксика ысулы белән CVD үсеше өчен критик шартлар

ИНҖИР.5. 4H-SiC эпитаксындагы төрле кремний чыганаклары астында үсеш темпларын чагыштыру

Хәзерге вакытта кремний карбид эпитакси технологиясе түбән һәм урта көчәнеш кушымталарында чагыштырмача җитлеккән (мәсәлән, 1200 вольтлы җайланмалар).Калынлыкның бердәмлеге, допинг концентрациясенең бердәмлеге һәм эпитаксиаль катламның җитешсезлеге тарату чагыштырмача яхшы дәрәҗәгә җитә ала, ул нигездә урта һәм түбән көчәнешле SBD (Шоттки диоды), MOS (металл оксиды ярымүткәргеч кыр эффект транзисторы), JBS ( тоташу диоды) һәм башка җайланмалар.

Ләкин, югары басым өлкәсендә, эпитаксиаль вафиннар әле күп проблемаларны җиңәргә тиеш.Мәсәлән, 10,000 вольтка каршы торырга тиеш җайланмалар өчен эпитаксиаль катламның калынлыгы якынча 100μм булырга тиеш.Аз көчәнешле җайланмалар белән чагыштырганда, эпитаксиаль катламның калынлыгы һәм допинг концентрациясенең бердәмлеге күпкә аерылып тора, аеруча допинг концентрациясенең бердәмлеге.Шул ук вакытта, эпитаксиаль катламдагы өчпочмак җитешсезлеге җайланманың гомуми эшләвен дә юк итәчәк.Volгары көчәнешле кушымталарда җайланма төрләре биполяр җайланмаларны кулланырга еш карыйлар, алар эпитаксиаль катламда азчылык гомерен таләп итәләр, шуңа күрә азчылык гомерен яхшырту өчен процесс оптимальләштерелергә тиеш.

Хәзерге вакытта эчке эпитакси нигездә 4 дюйм һәм 6 дюйм, һәм зур күләмле кремний карбид эпитаксының өлеше елдан-ел арта.Кремний карбид эпитаксиаль таблицаның зурлыгы, нигездә, кремний карбид субстратының күләме белән чикләнә.Хәзерге вакытта 6 дюймлы кремний карбид субстраты коммерцияләштерелгән, шуңа күрә кремний карбид эпитаксиалы әкренләп 4 дюймнан 6 дюймга күчә.Кремний карбид субстратын әзерләү технологиясен өзлексез камилләштерү һәм сыйдырышлыкны киңәйтү белән кремний карбид субстратының бәясе әкренләп төшә.Эпитаксиаль таблицаның бәясе составында субстрат бәянең 50% тан артыгын тәшкил итә, шуңа күрә субстрат бәясе төшү белән кремний карбид эпитаксиаль таблицасы бәясе дә төшәр дип көтелә.