SiC Epitaxy
- Description
Descrizione
Epitassia SiC
PAM-XIAMEN fornisce epitassia SiC personalizzata a film sottile (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 in carburo di silicio come substrato, viene solitamente utilizzato un metodo di deposizione chimica da vapore (CVD) 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 | Specifica | Valore tipico |
| Poly-type | 4H | — |
| Off-Orientamento verso | 4 gradi di spegnimento | — |
| <11 2_ 0> | ||
| Conduttività | tipo n | — |
| drogante | Azoto | — |
| Concentrazione del portatore | 5E15-2E18 cm-3 | — |
| Tolleranza | ± 25% | ± 15% |
| Uniformità | 2 "(50,8 mm) <10% | 7% |
| 3 "(76,2 mm) <20% | 10% | |
| 4 "(100mm) <20% | 15% | |
| Gamma di spessore | 5-15 micron | — |
| Tolleranza | ± 10% | ± 5% |
| Uniformità | 2”< 5% | 2% |
| 3”< 7% | 3% | |
| 4”< 10% | 5% | |
| Difetti di grandi dimensioni | 2”< 30 | 2”< 15 |
| 3”< 60 | 3”< 30 | |
| 4”< 90 | 4”< 45 | |
| Difetti EPI | 20 cm-2 | 10 cm-2 |
| Gradino mazzi | ≤2,0 nm (RQ) | ≤1,0nm (RQ) |
| (Rughess) |
Esclusione bordo 2 mm per 50,8 e 76,2 mm, esclusione bordo 3 mm per 100,0 mmNote:
• Media di tutti i punti di misurazione per spessore e concentrazione del portatore (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
• Qualsiasi requisito speciale sul parametro epi è su richiesta
2. INTRODUZIONE DI SIC Epitassia
Perché abbiamo bisogno del wafer epitassiale in carburo di silicio?Poiché a differenza del tradizionale processo di produzione dei dispositivi di potenza al silicio, i dispositivi di potenza al carburo di silicio non possono essere fabbricati direttamente su materiali monocristallini di 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 epitassiale del SiC è la deposizione chimica da fase vapore (CVD), che realizza un certo spessore e materiale epitassiale di carburo di silicio drogato attraverso la crescita del flusso nel reattore epitassiale SiC. Con il miglioramento dei requisiti di produzione dei dispositivi di potenza in carburo di silicio e la resistenza ai livelli di tensione, il wafer epi SiC continua a svilupparsi nella direzione di bassi difetti 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 epitassia del SiC, come goccia, triangolo, carota, dislocazione a vite, dislocazione del piano basale, difetti a livello profondo, ecc., diventano il principale fattore che influenza le 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 del SiC sta crescendo rapidamente.
Poiché i dispositivi in carburo di silicio devono essere fabbricati su materiali epitassiali, sostanzialmente 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 lo spessore epitassiale più elevato che supera i 250 μm. Tra questi, la tecnologia epitassia di 20 μm e inferiore ha un'elevata maturità. La densità dei difetti superficiali è stata ridotta a meno di 1/cm2 e la densità delle dislocazioni 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 dell’epi SiC, il progresso dell’industrializzazione è stato lento. Allo stato attuale, la società di industrializzazione può offrire materiali epitassiali in carburo di silicio in lotti, tra cui epitassia SiC Cree, epitassia SiC PAM-XIAMEN, epitassia SiC Dow Corning ecc.
3. Metodi più importanti
N.1. Concentrazione del portatore: il doping netto viene determinato come valore medio nell'afer utilizzando il CV della sonda Hg.
N.2. Spessore: lo spessore viene determinato come valore medio sul wafer utilizzando FTIR.
N.3. Difetti puntuali di grandi dimensioni: ispezione microscopica eseguita a 100X, su un microscopio ottico Olympus o comparabile.
N.4. Ispezione dei difetti Epi o mappa dei difetti eseguita con l'analizzatore di superficie ottica KLA-Tencor Candela CS20 o SICA.
N.5. Raggruppamento a gradini: il raggruppamento a gradini e la rugosità vengono scansionati mediante AFM (microscopio a forza atomica) su un'area di 10μm x 10μm
3-1: Descrizioni di difetti puntuali importanti
Difetti che mostrano una forma chiara all'occhio non assistito e che hanno un diametro > 50 micron. Queste caratteristiche includono punte, particelle aderenti, schegge e crateri. I difetti puntuali di grandi dimensioni distanti meno di 3 mm contano come un difetto.
3-2: Descrizioni dei difetti di epitassia
I difetti epitassiaci del SiC includono inclusioni 3C, code di comete, carote, particelle, goccioline di silicio e cadute.
4. Applicazione del wafer epitassiale SiC
Correzione del fattore di potenza (PFC)
inverter fotovoltaici e inverter UPS (alimentatori ininterrotti).
Unità motoria
Rettifica di output
Veicoli ibridi o elettrici
È disponibile il diodo Schottky SiC con 600 V, 650 V, 1200 V, 1700 V, 3300 V.
Si prega di vedere di seguito 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 | Gan HEMT a base di SIC | MOSFET a base di SIC Based Bjt basato su SIC IGBT basato su SIC SBD basato su SIC |
/ |
| Applicazione | Radar, 5G | Veicoli elettrici | Illuminazione a stato solido |
5. Wafer meccanici con strati Epi: sono disponibili, ad esempio per il monitoraggio dei processi, che richiedono wafer con arco e deformazione bassi.
Wafer SiC EPI di tipo n 4H da 150 mm
Epistrato SiC intrinseco su substrato di carburo di silicio
Perché abbiamo bisogno del wafer epitassiale in carburo di silicio?
Struttura MOSFET SiC omoepitassiale su substrato SiC
Film sottile epitassiale di carburo di silicio (SiC) per rilevatori
Wafer SiC Epi per condensatore MOS
