Warum brauchen wir Semi-inselende SIC-Wafer mit hoher Reinheit?

Wenn der SIC -Wafer als Substrat von HF -Geräten verwendet wird, muss SIC semi isoliert sein und sein Widerstand größer als 10 ^ 6 Ω · cm sein. Tatsächlich sollte der Widerstand von Siliziumcarbid sehr hoch sein, aber aufgrund von Verunreinigungen und anderen Defekten hat sich der Widerstand des Siliziumcarbids verringert.

Nach dem Prinzip des zunehmenden Widerstands gibt es zwei Arten von Semi -Isolier -SIC, eine dotierte Semi -Isolierung, die weiter eingeführt wird, um die Verunreinigung V zu kompensieren. Vanadium dotierte semi -isolierende Siliziumcarbid hat jedoch zwei Nachteile:

Back Gate -Effekt: Wenn die Größe des Geräts bis zu einem gewissen Grad klein ist, ist der Vanadium -freie Bereich tatsächlich leitfähig, was zu einer Nichtdämmung des Geräts führt.
Hochtemperaturfehler: Wenn die Temperatur 1000 ° C beträgt, wird das Substrat leitend.

Obwohl V dotiertes Si-SIC Einschränkungen aufweist, teilen sie Ähnlichkeiten mit HPSI SIC in elektronischen und optoelektronischen Hochleistungsanwendungen, insbesondere wenn thermische Stabilität, hoher Widerstand und überlegene Kristallqualität erforderlich sind.

Die Ähnlichkeiten zwischen HPSI-SIC-Substraten und V-dotierten semi-insidenten SIC-Substraten liegen in ihren semi-insidenten Eigenschaften, thermischen Stabilität, Anwendung in Hochleistungs- und Hochfrequenzgeräten, Kristallqualität und Eignung für breite Bandgap-Halbleitergeräte.

Beide Substrate erreichen ihre semi-inselenden Eigenschaften durch tiefe Defekte, die den Fermi-Niveau in der Nähe der Mitte des Bandlückens festhalten und die Restladungsträger effektiv kompensieren. Für intrinsische HPSI SIC wird dies durch intrinsische Punktdefekte wie Kohlenstoffleer und Kohlenstoffantisites erreicht, die tiefe Energieniveaus bilden. Im Gegensatz dazu verlassen sich von Vanadium dotierte Substrate auf die von Vanadium (V³⁺/⁴⁺) -Ionen eingeführten Akzeptorergiewerte, um ähnliche Ergebnisse zu erzielen.

Die thermische Stabilität ist eine weitere wichtige Ähnlichkeit, da beide Arten von Substraten ihre semi-insidenten Eigenschaften bei hohen Temperaturen beibehalten können. Dieses Merkmal macht sie ideal für hochtemperatur- und leistungsstarke elektronische Geräte, bei denen Materialien unter extremen Bedingungen zuverlässig funktionieren müssen.

Diese Substrate sind auch bei der Herstellung von elektronischen Geräten mit hoher Leistung und hoher Frequenz wie MESFET und HEMT sehr bevorzugt. Ihr hoher Widerstand und ihre hervorragende thermische Leitfähigkeit helfen dazu, die parasitäre Kapazität und Leckstrom zu verringern und letztendlich die Leistung der Geräte in Anwendungen zu verbessern, die Präzision und Effizienz erfordern.

In Bezug auf die Kristallqualität profitieren sowohl HPSI SIC- als auch Vanadium-dotierte sic-Substrate von fortschrittlichen Wachstumstechniken wie dem physikalischen Dampftransport (PVT) und der chemischen Dampfabscheidung mit hoher Temperatur (HTCVD). Diese Prozesse erzeugen Substrate mit niedrigen Defektdichten, wodurch die negativen Auswirkungen von Kristalldefekten auf die Geräteleistung signifikant verringert werden.

Schließlich eignen sich beide Substrate als Grundlagen für breite Bandgap-Halbleitergeräte wie GaN- und SIC-basierte Komponenten. Sie zeigen eine außergewöhnliche Leistung in elektronischen Geräten mit hoher Leistung und Funkfrequenzanwendungen (RF), was ihre Bedeutung für die Entwicklung fortschrittlicher Technologien weiter festigt.