SiC Epitaxy
- Description
Beschreibung
SiC-Epitaxie
PAM-XIAMEN bietet kundenspezifische Dünnschicht-SiC-Epitaxie (Siliziumkarbid) auf 6H- oder 4H-Substraten für die Entwicklung von Siliziumkarbid-Geräten an. SiC-Epi-Wafer werden hauptsächlich für die Herstellung von 600-V-3300-V-Leistungsgeräten verwendet, einschließlich SBD, JBS, PIN, MOSFET, JFET, BJT, GTO, IGBT usw. Mit einem Siliziumkarbid-Wafer als Substrat wird normalerweise ein chemisches Gasphasenabscheidungsverfahren (CVD) verwendet, um eine Einkristallschicht auf dem Wafer abzuscheiden, um einen epitaktischen Wafer zu bilden. Unter anderem wird die SiC-Epitaxie durch das Aufwachsen von Siliziumkarbid-Epitaxieschichten auf leitfähigen Siliziumkarbid-Substraten hergestellt, die weiter zu Leistungsbauelementen verarbeitet werden können.
1.Spezifikation der SiC-Epitaxie:
| Angebote | Spezifikation | Typischer Wert |
| Poly-Typ | 4H | - - |
| Fehlorientierung gegenüber | 4 Grad aus | - - |
| <11 2_ 0> | ||
| Leitfähigkeit | n-Typ | - - |
| Dotierstoff | Stickstoff | - - |
| Trägerkonzentration | 5E15-2E18 cm-3 | - - |
| Toleranz | ± 25% | ± 15% |
| Gleichmäßigkeit | 2 Zoll (50,8 mm) < 10 % | 7% |
| 3 Zoll (76,2 mm) < 20 % | 10% | |
| 4 Zoll (100 mm) < 20 % | 15% | |
| Dickenbereich | 5-15 μm | - - |
| Toleranz | ± 10 % | ± 5% |
| Gleichmäßigkeit | 2”< 5% | 2% |
| 3”< 7% | 3% | |
| 4”< 10 % | 5% | |
| Große Punktfehler | 2”< 30 | 2”< 15 |
| 3”< 60 | 3”< 30 | |
| 4”< 90 | 4”< 45 | |
| Epi-Defekte | ≤20 cm-2 | ≤10 cm-2 |
| Stufenbündelung | ≤2,0 nm (Rq) | ≤1,0 nm (Rq) |
| (Rauheit) |
2 mm Randausschluss für 50,8 und 76,2 mm, 3 mm Randausschluss für 100,0 mmHinweise:
• Durchschnitt aller Messpunkte für Dicke und Trägerkonzentration (siehe S. 5)
• N-Typ-Epi-Schichten <20 Mikrometer werden durch eine 0,5-Mikrometer-Pufferschicht vom N-Typ, 1E18, vorangestellt
• Nicht alle Dotierungsdichten sind in allen Dicken verfügbar
• Einheitlichkeit: Standardabweichung (σ)/Durchschnitt
• Spezielle Anforderungen an den Epi-Parameter sind auf Anfrage möglich
2. Einführung der SiC-Epitaxie
Warum brauchen wir Siliziumkarbid-Epitaxiewafer?Denn im Gegensatz zum herkömmlichen Herstellungsprozess für Siliziumkarbid-Leistungsbauelemente können Siliziumkarbid-Leistungsbauelemente nicht direkt auf Siliziumkarbid-Einkristallmaterialien hergestellt werden. Hochwertige epitaktische Materialien müssen auf leitfähigen Einkristallsubstraten gezüchtet und verschiedene Geräte auf dem epitaktischen SiC-Wafer hergestellt werden.
Die wichtigste Epitaxietechnologie für das SiC-Epitaxiewachstum ist die chemische Gasphasenabscheidung (CVD), die eine bestimmte Dicke und dotiertes Siliziumkarbid-Epitaxiematerial durch das Wachstum des SiC-Epitaxiereaktor-Stufenflusses realisiert. Mit der Verbesserung der Anforderungen an die Herstellung von Siliziumkarbid-Leistungsgeräten und der Spannungsfestigkeit entwickeln sich SiC-Epi-Wafer weiter in Richtung geringer Defekte und dicker Epitaxie.
In den letzten Jahren wurde die Qualität dünner Siliziumkarbid-Epitaxiematerialien (<20 μm) kontinuierlich verbessert. Die Mikrotubuli-Defekte in den Epitaxiematerialien wurden beseitigt. Allerdings werden die SiC-Epitaxiedefekte, wie z. B. Tropfen-, Dreiecks-, Karotten-, Schraubenversetzungen, Basalebenenversetzungen, Tiefendefekte usw., zum Hauptfaktor, der die Geräteleistung beeinflusst. Mit der Weiterentwicklung des SiC-Epitaxieverfahrens hat sich die Dicke der Epitaxieschicht von einigen wenigen μm und mehreren zehn μm in der Vergangenheit auf derzeit einige zehn μm und Hunderte von μm entwickelt. Dank der Vorteile von SiC gegenüber Si wächst der SiC-Epitaxiemarkt rasant.
Da Siliziumkarbid-Geräte auf epitaktischen Materialien hergestellt werden müssen, werden grundsätzlich alle Siliziumkarbid-Einkristallmaterialien als SiC-Epitaxiefilm zum Züchten von epitaktischen Materialien verwendet. Die Technologie der Siliziumkarbid-Epitaxiematerialien hat sich international rasant weiterentwickelt, wobei die höchste Epitaxiedicke mehr als 250 μm erreicht. Unter ihnen hat die Epitaxietechnologie von 20 μm und darunter einen hohen Reifegrad. Die Oberflächendefektdichte wurde auf weniger als 1/cm2 reduziert und die Versetzungsdichte wurde von 105/cm2 auf 103/cm2 reduziert. Die Versetzungsumwandlungsrate der Basisebene liegt nahezu bei 100 %, was im Wesentlichen die Anforderungen an Epitaxiematerialien für die Massenproduktion von Siliziumkarbidbauelementen erfüllt.
In den letzten Jahren hat sich auch die internationale 30-μm-50-μm-Epitaxie-Materialtechnologie rasch weiterentwickelt, aber aufgrund der begrenzten Nachfrage auf dem SiC-Epi-Markt war der Fortschritt der Industrialisierung langsam. Derzeit kann das Industrialisierungsunternehmen Siliziumkarbid-Epitaxiematerialien in Chargen anbieten, darunter Cree SiC-Epitaxie, PAM-XIAMEN SiC-Epitaxie, Dow Corning SiC-Epitaxie usw.
3.Testmethoden
Nr.1. Trägerkonzentration: Die Nettodotierung wird als Durchschnittswert über den AFER unter Verwendung des Hg-Sonden-CV bestimmt.
Nr.2. Dicke: Die Dicke wird mittels FTIR als Durchschnittswert über den gesamten Wafer bestimmt.
Nr. 3. Große Punktdefekte: Mikroskopische Prüfung bei 100-facher Vergrößerung, auf einem optischen Mikroskop von Olympus oder einem vergleichbaren Gerät.
Nr.4. Epi-Defektinspektion oder Defektkarte, durchgeführt mit dem optischen Oberflächenanalysator KLA-Tencor Candela CS20 oder SICA.
Nr.5. Stufenbündelung: Stufenbündelung und Rauheit werden mit einem AFM (Rasterkraftmikroskop) auf einer Fläche von 10 μm x 10 μm gescannt
3-1: Beschreibungen großer Punktfehler
Defekte, die für das bloße Auge eine klare Form aufweisen und einen Durchmesser von > 50 Mikrometern haben. Zu diesen Merkmalen gehören Spitzen, anhaftende Partikel, Späne und Krater. Große Punktfehler mit einem Abstand von weniger als 3 mm zählen als ein Fehler.
3-2: Beschreibung von Epitaxiefehlern
SiC-Epitaxiedefekte umfassen 3C-Einschlüsse, Kometenschweife, Karotten, Partikel, Siliziumtröpfchen und Absturz.
4. Anwendung eines SiC-Epitaxiewafers
Leistungsfaktorkorrektur (PFC)
PV-Wechselrichter und USV-Wechselrichter (unterbrechungsfreie Stromversorgung).
Motorantriebe
Ausgangsgleichrichtung
Hybrid- oder Elektrofahrzeuge
SiC-Schottky-Diode mit 600 V, 650 V, 1200 V, 1700 V, 3300 V ist verfügbar.
Bitte sehen Sie sich unten die detaillierten Bewerbungsunterlagen nach Fachgebiet an:
| Bereich | Radiofrequenz (RF) | Leistungsgerät | LED |
| Material | SiLDMOS | Si | GaN/Al2O3 |
| GaAs | GaN/Si | GaN/Si | |
| GaN/SiC | SiC/SiC | GaN/SiC | |
| GaN/Si | Ga203 | /. | |
| Gerät | SiC-basierter GaN-HEMT | SiC-basierter MOSFET BJT auf SiC-Basis SiC-basierter IGBT SBD auf SiC-Basis |
/. |
| Anwendung | Radar, 5G | Elektrische Fahrzeuge | Festkörperbeleuchtung |
5. Mechanische Wafer mit Epi-Schichten: stehen zur Verfügung, z. B. für die Prozessüberwachung, die Wafer mit geringer Biegung und Verzug erfordern.
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