SiC-substratet ogSiC homoepitaxyfra PAM-XIAMEN kan leveres til fremstilling af MOSFET-enheder. Siliciumcarbid (SiC) MOSFET-struktur er hovedsageligt fremstillet ved at efterligne processen med Si MOSFET-struktur. Med hensyn til konfiguration er MOSFET-strukturer generelt opdelt i to typer: plan gate og groove gate. Nedenfor er den typiske epi-struktur af SiC MOSFET'er. Flere detaljer om epitaksial SiC MOSFET-struktur på SiC-substrat, kontakt os venligst. Eller du kan sende os dit SiC epi wafer-design for at vokse.

1. Typisk SiC Epi-struktur til MOSFET

Bemærkning:

SiC-epitaksi-waferen kan bruges til fremstilling af vertikale rende SiC MOSFET og plane SiC MOSFET-enheder.

2. SiC MOSFET arbejdsprincip

SiC-MOSFET er en enhed, der har fået meget opmærksomhed i forskningen af ​​siliciumcarbid-elektroniske enheder. SiC MOSFET N+ kilderegion og P-brønddoping er både ionimplanteret og annealet og aktiveret ved en temperatur på 1700 °C.

Arbejdsprincippet for SiC power MOSFET struktur er:

Off: positiv strømforsyning tilføres mellem drænet og kilden, og spændingen mellem gate og kilde er nul. PN-forbindelsen J1 dannet mellem P-basisregionen og N-driftsregionen er omvendt forspændt, og der flyder ingen strøm mellem dræn- og source-elektroderne.

Ledning: En positiv spænding UGS påføres mellem porten og kilden, og porten er isoleret, så der løber ingen portstrøm. Imidlertid vil portens positive spænding skubbe hullerne i P-regionen under den væk og tiltrække minoritetselektronerne i P-regionen til overfladen af ​​P-regionen under porten.

Når UGS er større end UT (tændspænding eller tærskelspænding), vil elektronkoncentrationen på overfladen af ​​P-regionen under porten overstige hulkoncentrationen, således at halvlederen af ​​P-typen inverteres til N-type og bliver et inversionslag, som danner en N-kanal Kanalen får PN-krydset J1 til at forsvinde, og drænet og kilden leder elektricitet.

3. SiC MOSFET-applikationer

MOSFET-moduler fremstillet på SiC-homoepitaxy er de mest udbredte i højfrekvente, mellemstore og små strømapplikationer (spænding under 600V), især i forbrugerelektronik.

Derudover har SiC-baserede MOSFET'er store fordele i applikationer til mellemstore og høje elektriske systemer, såsom fotovoltaik, vindkraft, elektriske køretøjer og jernbanetransit. Fordelene ved højspænding, høj frekvens og høj effektivitet af siliciumcarbid-enheder kan bryde gennem begrænsningerne af det eksisterende elektriske køretøjs motordesign på grund af enhedens ydeevne, som er fokus for forskning og udvikling inden for elektriske køretøjsmotorer derhjemme og i udlandet. For eksempel er strømstyringsenheden (PCU) i det hybride elektriske køretøj (HEV) og det rene elektriske køretøj (EV) i fællesskab begyndt at bruge moduler fremstillet på SiC MOSFET-struktur, og volumenforholdet er reduceret til 1/5.

4. Fordele ved enheder baseret på epitaksial SiC MOSFET-struktur

Sammenlignet med det udbredte Si-materiale bestemmer SiC-materialets højere termiske ledningsevne dets høje strømtæthed, og den højere forbudte båndbredde bestemmer den høje nedbrydningsfeltstyrke og høje driftstemperatur for SiC-enheder. Fordelene ved SIC MOSFET'er kan opsummeres som følger:

1) Højtemperaturarbejde: SiC-materiale har en meget stabil krystalstruktur i fysiske egenskaber, og dets energibåndbredde kan nå 2,2 eV til 3,3 eV, hvilket er næsten mere end det dobbelte af Si-materiale. Derfor er temperaturen, som SiC kan modstå, højere. Generelt kan den maksimale driftstemperatur, som SiC-enheder kan nå, nå 600 °C.

2) Høj blokeringsspænding: Nedbrydningsfeltstyrken for SiC er mere end ti gange større end Si, så blokeringsspændingen for MOSFET baseret på SiC epi wafer er meget højere end Si.

3) Lavt tab: Ved et lignende effektniveau er ledningstabet for en SiC MOSFET meget mindre end det, der er baseret på Si. Desuden er ledningstabet af SiC-baserede enheder ringe afhængig af temperaturen og vil ændre sig meget lidt med temperaturen.

4) Hurtig koblingshastighed: SiC MOSFET vs Si MOSFET, i udviklingen og anvendelsen af ​​SiC MOSFET'er, sammenlignet med SiC-epitaksiale MOSFET'er med samme effektniveau, er tænd-modstanden og koblingstabet af epitaksial SiC MOSFET-struktur stærkt reduceret, hvilket er velegnet til højere driftsfrekvenser. Derudover er højtemperaturstabiliteten væsentligt forbedret på grund af dens højtemperaturdriftskarakteristika.

5. FAQ of SiC MOSFET Epitaxy

Q: What dopant level could be offered for the SiC substrate? We would like to get a highly doped N++ substrate if possible (<0.005Ohm-cm). Would this be possible for 1200V power MOSFET application?

A: 1) At present, the resistivity of commercial SiC substrate is 0.015 ~ 0.028 ohm, and the resistivity of epitaxial layer is higher than that of substrate, so it is impossible to achieve the requirement of epitaxial layer resistivity < 0.005 (unit Ohm).
2) For 1200V devices, the recommended parameters are XXum thickness and XX concentration (about 1 ohm resistivity for epitaxial layer). Please contact victorchan@powerwaywafer.com for the specific values.

For mere information, kontakt os venligst e-mail på victorchan@powerwaywafer.com og powerwaymaterial@gmail.com.