SiC Epitaxy
- Description
Beskrivelse
SiC Epitaksi
PAM-XIAMEN leverer tilpasset tyndfilm (siliciumcarbid) SiC-epitaksi på 6H eller 4H substrater til udvikling af siliciumcarbidenheder. SiC epi wafer bruges hovedsageligt til fremstilling af 600V~3300V strømenheder, inklusive SBD, JBS, PIN, MOSFET, JFET, BJT, GTO, IGBT osv. Med en siliciumcarbid wafer som et substrat bruges en kemisk dampaflejring (CVD) metode sædvanligvis til at afsætte et lag af en wafert krystal på wafer. Blandt dem fremstilles SiC-epitaksi ved at dyrke epitaksiale siliciumcarbidlag på ledende siliciumcarbidsubstrater, som yderligere kan fremstilles til kraftenheder.
1.Specifikation af SiC-epitaksi:
| Elementer | Specifikation | Typisk værdi |
| Poly-typen | 4H | — |
| Off-orientering mod | 4 deg-off | — |
| <11 2_ 0> | ||
| Ledningsevne | n-type | — |
| dopingmiddel | Kvælstof | — |
| Carrier koncentration | 5E15-2E18 cm-3 | — |
| Tolerance | ± 25% | ± 15% |
| ensartethed | 2" (50,8 mm) < 10 % | 7% |
| 3" (76,2 mm) < 20 % | 10% | |
| 4" (100 mm) < 20 % | 15% | |
| Tykkelsesområde | 5-15 um | — |
| Tolerance | ± 10% | ± 5% |
| ensartethed | 2 ”<5% | 2% |
| 3 ”<7% | 3% | |
| 4 ”<10% | 5% | |
| Store punktfejl | 2 ”<30 | 2 ”<15 |
| 3 ”<60 | 3 ”<30 | |
| 4 ”<90 | 4 ”<45 | |
| Epi-defekter | ≤20 cm-2 | ≤10 cm-2 |
| Trin-bundning | ≤2,0 nm (Rq) | ≤1,0 nm (Rq) |
| (ruhed) |
2 mm kantudelukkelse for 50,8 og 76,2 mm, 3 mm kantudelukkelse for 100,0 mm Bemærkninger:
• Gennemsnit af alle målepunkter for tykkelse og bærerkoncentration (se s. 5)
• N-type epi-lag <20 mikron er foranstillet af n-type, 1E18, 0,5 mikron bufferlag
• Ikke alle dopingdensiteter er tilgængelige i alle tykkelser
• Ensartethed: standardafvigelse(σ)/gennemsnit
• Eventuelle særlige krav til epi-parameteren er på forespørgsel
2. Introduktion af SiC Epitaksi
Hvorfor har vi brug for siliciumcarbid epitaksial wafer?Fordi forskelligt fra den traditionelle fremstillingsproces af siliciumkraftenheder, kan siliciumcarbidkraftenheder ikke fremstilles direkte på siliciumcarbid-enkeltkrystalmaterialer. Epitaksiale materialer af høj kvalitet skal dyrkes på ledende enkeltkrystalsubstrater og forskellige enheder fremstillet på SiC-epitaksialwaferen.
Den vigtigste epitaksiale teknologi for SiC-epitaksivækst er kemisk dampaflejring (CVD), som realiserer en vis tykkelse og dopet siliciumcarbid-epitaksialt materiale gennem væksten af SiC-epitaksireaktor-trinstrøm. Med forbedringen af kravene til fremstilling af siliciumcarbidkraftenheder og modstå spændingsniveauer, fortsætter SiC epi wafer med at udvikle sig i retning af lave defekter og tyk epitaksi.
I de senere år er kvaliteten af tynde epitaksiale siliciumcarbidmaterialer (＜20 μm) løbende blevet forbedret. Mikrotubuli-defekterne i de epitaksiale materialer er blevet elimineret. Imidlertid bliver SiC-epitaksidefekterne, såsom dråbe, trekant, gulerod, skrueforskydning, basalplanforskydning, defekter på dybt niveau, osv., den vigtigste faktor, der påvirker enhedens ydeevne. Med udviklingen af SiC-epitaksiprocessen har tykkelsen af det epitaksiale lag udviklet sig fra nogle få μm og titusinder af μm i fortiden til de nuværende titusinder af μm og hundredvis af μm. Takket være fordelene ved SiC frem for Si vokser SiC-epitaksmarkedet hurtigt.
Da siliciumcarbidanordninger skal fremstilles på epitaksiale materialer, vil stort set alle siliciumcarbid-enkeltkrystalmaterialer blive brugt som SiC-epitaksialfilm til at dyrke epitaksiale materialer. Teknologien for epitaksiale siliciumcarbidmaterialer har udviklet sig hurtigt internationalt, med den højeste epitaksiale tykkelse på mere end 250 μm. Blandt dem har epitaksiteknologien på 20 μm og derunder en høj modenhed. Overfladedefektdensiteten er reduceret til mindre end 1/cm2, og dislokationsdensiteten er reduceret fra 105/cm2 til 103/cm2. Dislokationskonverteringsraten for basisplanet er tæt på 100%, hvilket grundlæggende har opfyldt kravene til epitaksiale materialer til storskalaproduktion af siliciumcarbidanordninger.
I de seneste år er den internationale 30 μm ~ 50 μm epitaksiale materialeteknologi også modnet hurtigt, men på grund af begrænsningen af SiC epi-markedets efterspørgsel har industrialiseringens fremskridt været langsom. På nuværende tidspunkt kan industrialiseringsvirksomheden tilbyde siliciumcarbid-epitaksiale materialer i partier, herunder Cree SiC-epitaksi, PAM-XIAMEN SiC-epitaksi, Dow Corning SiC-epitaksi osv.
3.Testmetoder
Nr.1. Bærerkoncentration: Nettodoping bestemmes som en gennemsnitsværdi over afer ved hjælp af Hg probe CV.
Nr.2. Tykkelse: Tykkelse bestemmes som en gennemsnitsværdi på tværs af waferen ved hjælp af FTIR.
Nr.3. Store punktdefekter: Mikroskopisk inspektion udført ved 100X, på et Olympus optisk mikroskop eller tilsvarende.
Nr.4. Epi Defects Inspection eller defektkort udført under KLA-Tencor Candela CS20 Optical Surface Analyzer eller SICA.
Nr.5. Trinbundning: Trinbundning og ruhed scannes af AFM (atomic force microscope) på et 10μm x10μm område
3-1: Beskrivelser af store punktdefekter
Defekter, som udviser en klar form for øjet uden hjælp og er > 50 mikron på tværs. Disse funktioner omfatter pigge, klæbende partikler, chips og kratere. Store punktfejl mindre end 3 mm fra hinanden tæller som én fejl.
3-2: Beskrivelser af epitaksedefekter
SiC-epitaksidefekter omfatter 3C-indeslutninger, komethaler, gulerødder, partikler, siliciumdråber og fald.
4. Anvendelse af SiC epitaksial wafer
Effektfaktorkorrektion (PFC)
PV inverter og UPS (Uninterrupted power supplies) invertere
Motordrev
Udgangskorrigering
Hybrid- eller elbiler
SiC Schottky diode med 600V, 650V, 1200V, 1700V, 3300V er tilgængelig.
Se venligst nedenstående detaljerede ansøgning efter felt:
| Mark | Radiofrekvens (RF) | Strøm enhed | LED |
| Materiale | SiLDMOS | Si | GaN / Al2O3 |
| GaAs | GAN / Si | GAN / Si | |
| GaN / SiC | SiC / SiC | GaN / SiC | |
| GAN / Si | Ga203 | / | |
| Apparat | SiC baseret GaN HEMT | SiC baseret MOSFET SiC baseret BJT SiC-baseret IGBT SiC baseret SBD |
/ |
| Ansøgning | Radar, 5G | Elektriske køretøjer | Solid State belysning |
5. Mekaniske wafere med Epi-lag: er tilgængelige, såsom til procesovervågning, som kræver wafere med lav bue og skævhed.
150 mm 4H n-type SiC EPI wafere
Intrinsic SiC Epilayer på siliciumcarbidsubstrat
Hvorfor har vi brug for siliciumcarbid epitaksial wafer?
SiC MOSFET-struktur Homoepitaxial på SiC-substrat
Epitaksial tynd film af siliciumcarbid (SiC) til detektorer
SiC Epi Wafer til MOS-kondensator
