3C 炭化ケイ素 (3C SiC) は、4H-SiC に比べてバンドギャップは低くなりますが、キャリア移動度、熱伝導率、機械的特性は 4H-SiC よりも優れています。 さらに、絶縁酸化物ゲートと 3C-SiC との界面の欠陥密度が低いため、高電圧、信頼性が高く、長寿命のデバイスの製造にさらに役立ちます。 現在、3C-SiC ベースのデバイスは主に Si 基板上に製造されています。 Si と 3C SiC の間には格子不整合と熱膨張係数の不整合が大きいため、欠陥密度が高くなり、デバイスの性能に影響を及ぼします。 さらに、低コストの 3C-SiC ウェーハは、600V ～ 1200V の電圧範囲のパワーデバイス市場に大きな代替影響を与え、業界全体の進歩を加速します。 したがって、バルク 3C-SiC ウェーハの開発は避けられません。

PAM-厦門より高い電子移動度を備えた N 型のバルク 3C-SiC ウェハを製造できます (3C SiC: 1100 cm²/V·s; 4H SiC：900cm²/V·s)。 3C-SiC のバンドギャップ幅が小さいため、デバイスの FN トンネル電流が小さくなり、酸化物層の準備の信頼性が向上し、デバイスの歩留まりが大幅に向上します。 3C-SiC ウェーハの追加情報については、以下のパラメータのシートを参照してください。

1. 3C SiCウェハ仕様

No.1 50.8mm 3C-SiC基板

「*」値は、エッジ除外領域を除くウェーハ表面全体に適用されます。

No.2 100mm 3C-SiC基板

「*」値は、エッジ除外領域を除くウェーハ表面全体に適用されます。

2. MOSFETデバイスから分析した3C-SiCの優位性

まず、電子の移動度です (表 1 を参照)。 レポートによると、シリコンベースの 3C SiC MOSFET の n チャネル移動度範囲は 100 ～ 370 cm です。²/V·s. 横型 4H-SiC MOSFET は通常 20 ～ 40 cm²/V・s、溝装置は6～90cm²/V·s. SiC MOSFET は窒素パッシベーションによって A 側に作成され、チャネル移動度が 131 cm に増加します。²/V・s ですが、シリコンベースの 3C SiC デバイスよりも低くなります。

次に信頼性です。 現在、SiC MOSFET の中核技術のボトルネックは、ゲート酸化層の界面品質の悪さに集中しており、チャネル移動度が低いだけでなく、しきい値電圧の安定性にも影響を及ぼします。 ゲート酸化膜には高温で故障するという弱点もあります。 3C-SiC と絶縁酸化物ゲート間の界面トラップ濃度ははるかに低いため、信頼性が高く寿命の長いデバイスの製造に役立ちます。

さらに、3C-SiC の障壁高さは 3.7 eV (図 1 参照) であり、シリコンや 4H SiC の障壁高さよりもはるかに高くなります。 したがって、ゲート駆動回路のリーク電流が同じ場合、3C-SiC MOSFET 内の電界は 4H-SiC に比べて 2 ～ 3 倍高くなります。 したがって、3C-SiC トレンチ パワー MOSFET のディレーティング要件は、4H-SiC デバイスのディレーティング要件よりもはるかに緩やかです。

図1 3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC、シリコン上の主なパワー半導体のバンド構造（SiO2によるバンドオフセットを示す）

最後になりますが、エネルギーバンドギャップ幅が低い 3C-SiC はシリコンに近いため、デバイスに加工する際に多くの利点があります。

3. の違い4H-SiC、6H-SiC、3C-SiCアプリケーションで

4H-SiCは、電子移動度が高く、伝導抵抗が低く、電流密度が高いため、パワーエレクトロニクスデバイスに適しています。

6H-SiC は構造が安定しており、発光性能が優れているため、光電子デバイスに適しています。

3C-SiCは高い飽和電子ドリフト速度とダイヤモンド単結晶に次ぐ熱伝導率を有しており、高周波・高出力デバイスに適しています。

詳細については、メールでお問い合わせください。victorchan@powerwaywafer.com と powerwaymaterial@gmail.com.