SiC Epitaxy

Forniamo epitassia SiC a film sottile personalizzato (carburo di silicio) su substrati 6H o 4H per lo sviluppo di dispositivi in ​​carburo di silicio. Il wafer epi SiC viene utilizzato principalmente per diodi Schottky, transistor a effetto di campo a semiconduttore in ossido di metallo, effetto di campo di giunzione
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Descrizione del prodotto

SiC epitassia

PAM-XIAMEN fornisce epitassia SiC a film sottile personalizzato (carburo di silicio) su substrati 6H o 4H per lo sviluppo di dispositivi in ​​carburo di silicio. Il wafer epi SiC viene utilizzato principalmente per la fabbricazione di dispositivi di alimentazione da 600 V ~ 3300 V, inclusi SBD, JBS, PIN, MOSFET, JFET, BJT, GTO, IGBT, ecc. Con un wafer di carburo di silicio come substrato, una deposizione chimica da vapore (CVD ) viene solitamente utilizzato per depositare uno strato di cristallo singolo sul wafer per formare un wafer epitassiale. Tra questi, l'epitassia SiC viene preparata facendo crescere strati epitassiali di carburo di silicio su substrati conduttivi di carburo di silicio, che possono essere ulteriormente fabbricati in dispositivi di potenza.

1. Specifica dell'epitassia SiC:

Elementi Specificazione Valore tipico
Poly-type 4H
Off-orientamento verso 4 gradi di spegnimento
<11 2_ 0>
Conduttività tipo n
drogante Azoto
Concentrazione Carrier 5E15-2E18 cm-3
Tolleranza ± 25% ± 15%
Uniformità 2”(50,8 mm) < 10% 7%
3" (76,2 mm) < 20% 10%
4" (100 mm) < 20% 15%
Gamma di spessori 5-15 micron
Tolleranza ± 10% ± 5%
Uniformità 2”< 5% 2%
3”< 7% 3%
4”< 10% 5%
Difetti di punta di grandi dimensioni 2”< 30 2”< 15
3”< 60 3”< 30
4”< 90 4”< 45
Difetti epi 20 cm-2 10 cm-2
Grappolo a gradini 2.0nm (Rq) 1.0nm (Rq)
(Rugosità)

 

Esclusione bordo 2 mm per 50,8 e 76,2 mm, esclusione bordo 3 mm per 100,0 mm Note:

• Media di tutti i punti di misurazione per spessore e concentrazione del vettore (vedere pag. 5)
• Gli strati epi di tipo N <20 micron sono preceduti da uno strato tampone di tipo n, 1E18, 0,5 micron
• Non tutte le densità di drogaggio sono disponibili in tutti gli spessori
• Uniformità: deviazione standard(σ)/media
• Eventuali requisiti speciali sull'epi-parametro sono su richiesta

2. Introduzione dell'epitassia SiC

Perché abbiamo bisogno di un wafer epitassiale in carburo di silicio?Poiché diversi dal tradizionale processo di produzione dei dispositivi di potenza in silicio, i dispositivi di potenza in carburo di silicio non possono essere fabbricati direttamente su materiali monocristallini in carburo di silicio. I materiali epitassiali di alta qualità devono essere coltivati ​​su substrati conduttivi a cristallo singolo e vari dispositivi fabbricati sul wafer epitassiale SiC.

La principale tecnologia epitassiale per la crescita dell'epitassia SiC è la deposizione chimica in fase di vapore (CVD), che realizza un certo spessore e materiale epitassiale in carburo di silicio drogato attraverso la crescita del flusso a gradini del reattore di epitassia SiC. Con il miglioramento dei requisiti di produzione dei dispositivi di potenza in carburo di silicio e dei livelli di tensione di resistenza, il wafer epi SiC continua a svilupparsi nella direzione di difetti bassi e epitassia spessa.

Negli ultimi anni, la qualità dei materiali epitassiali sottili in carburo di silicio (<20 μm) è stata continuamente migliorata. I difetti dei microtubuli nei materiali epitassiali sono stati eliminati. Tuttavia, i difetti di epitassia SiC, come goccia, triangolo, carota, dislocazione della vite, dislocazione del piano basale, difetti di livello profondo, ecc., diventano il fattore principale che influisce sulle prestazioni del dispositivo. Con l'avanzamento del processo di epitassia SiC, lo spessore dello strato epitassiale si è sviluppato da pochi μm e decine di μm in passato alle attuali decine di μm e centinaia di μm. Grazie ai vantaggi del SiC rispetto al Si, il mercato dell'epitassia SiC sta crescendo rapidamente.

Poiché i dispositivi in ​​carburo di silicio devono essere fabbricati su materiali epitassiali, praticamente tutti i materiali monocristallini in carburo di silicio verranno utilizzati come film epitassiale SiC per far crescere materiali epitassiali. La tecnologia dei materiali epitassiali in carburo di silicio si è sviluppata rapidamente a livello internazionale, con il più alto spessore epitassiale che raggiunge più di 250 μm. Tra questi, la tecnologia epitassiale di 20 μm e inferiore ha un'elevata maturità. La densità del difetto superficiale è stata ridotta a meno di 1/cm2 e la densità della lussazione è stata ridotta da 105/cm2 a 103/cm2. Il tasso di conversione della dislocazione del piano base è vicino al 100%, il che ha sostanzialmente soddisfatto i requisiti dei materiali epitassiali per la produzione su larga scala di dispositivi in ​​​​carburo di silicio.

Negli ultimi anni, anche la tecnologia internazionale dei materiali epitassiali da 30 μm ~ 50 μm è maturata rapidamente, ma a causa della limitazione della domanda di mercato di SiC epi, il progresso dell'industrializzazione è stato lento. Attualmente, la società di industrializzazione può offrire materiali epitassiali in carburo di silicio in lotti, tra cui l'epitassia SiC Cree, l'epitassia SiC PAM-XIAMEN, l'epitassia SiC Dow Corning ecc.

3. Metodi di prova

N. 1. Concentrazione del vettore: il drogaggio netto viene determinato come valore medio nell'afer utilizzando il CV della sonda Hg.
N. 2. Spessore: lo spessore viene determinato come valore medio attraverso il wafer utilizzando FTIR.
No.3.Difetti di punti di grandi dimensioni: ispezione microscopica eseguita a 100X, su un microscopio ottico Olympus o comparabile.
N. 4. Epi Defects Ispezione o mappa dei difetti eseguita con KLA-Tencor Candela CS20 Optical Surface Analyzer o SICA.
N. 5. Raggruppamento a gradini: il raggruppamento a gradini e la rugosità vengono scansionati da AFM (microscopio a forza atomica) su un'area di 10 μm x 10 μm

3-1: Descrizioni dei difetti dei punti di grandi dimensioni

Difetti che mostrano una forma chiara all'occhio non assistito e sono > 50 micron di diametro. Queste caratteristiche includono punte, particelle aderenti, trucioli e crateri. I difetti a punti grandi distanti meno di 3 mm contano come un difetto.

3-2: Descrizioni dei difetti di epitassia

I difetti dell'epitassia SiC includono inclusioni 3C, code di comete, carote, particelle, goccioline di silicio e cadute.

 

4. Applicazione di wafer epitassiale SiC

Rifasamento (PFC)
Inverter fotovoltaici e inverter UPS (gruppi di continuità).
Azionamenti a motore
Rettifica dell'uscita
Veicoli ibridi o elettrici
È disponibile un diodo Schottky SiC con 600 V, 650 V, 1200 V, 1700 V, 3300 V.

Si prega di vedere sotto l'applicazione dettagliata per campo:

Campo Radiofrequenza (RF) Dispositivo di alimentazione GUIDATO
Materiale SiLDMOS Si GaN/Al2O3
GaAs GaN/Si GaN/Si
GaN/SiC SiC/SiC GaN/SiC
GaN/Si Ga203 /
Dispositivo SiC GaN HEMT MOSFET a base di SiC
BJT . basato su SiC
IGBT . basati su SiC
SBD . a base di SiC
/
Applicazione Radar, 5G Veicoli elettrici Illuminazione a stato solido

 

5. Wafer meccanici con strati Epi: sono disponibili, ad esempio per il monitoraggio del processo, che richiedono wafer con basso arco e deformazione.

150 millimetri 4H n wafer di tipo SiC EPI

Epistrato intrinseco di SiC su substrato di carburo di silicio

Perché abbiamo bisogno di un wafer epitassiale in carburo di silicio?

Wafer Epi SiC da 4 pollici

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