SiC基板薄化の信頼性と課題

近年、SiC MOSFET技術の進化において基板の薄化が明確な開発方向となり、複数の業界をリードする企業が対応する薄型基板デバイス製品を次々と発売しています。 PAM-XIAMEN は SiC 基板およびエピタキシー薄化処理サービスを提供できます。特定の処理能力についてはご相談ください。[email protected]。 SiC 基板を薄くすると、デバイスのブレークダウン電圧を比較的一定のレベルに維持しながら、伝導抵抗と熱抵抗を効果的に低減できます。オン抵抗が減少するメカニズムは比較的直接的です。基板の厚さが減少すると、基板自体の抵抗成分が減少し、全体の抵抗が減少することになります。熱抵抗は、接合領域からデバイスの外部への熱放散のプロセス中に遭遇する障害を表します。基板を薄くすることで熱伝導経路が短くなり、放熱効率が向上し、熱抵抗が低減します。

1.薄化SiCの Dのウエハエビス

典型的な SiC デバイス構造では、ウェハは主に高濃度にドープされた基板と低濃度にドープされたエピタキシャル層で構成され、従来の総厚さは約 350 ～ 380 um です。エピタキシャル層の厚さは耐圧レベルに関係します。たとえば、1200V デバイスには通常 10 ～ 12um のエピタキシャル層が必要ですが、残りは基板部分です。

降伏電圧は主に、低濃度ドープドリフト領域の厚さとドーピングレベルによって決まります。基板自体は耐電圧性能にはほとんど寄与しませんが、追加の熱抵抗と一定の抵抗が生じます。 JBSダイオードを例にとると、基板が150umまで薄くなると、平均順方向電圧降下は約0.08～0.1V減少します。したがって、十分な機械的安定性を維持しながら、基板の厚さを減らすことで、熱電性能を向上させることができます。

現在、一部の企業は厚さ110μmのSiCウェハの量産を達成しており、最先端の技術では70μmに達することも可能です。業界の主流の厚さ範囲は 150 ～ 175um です。

2.信頼性Cの殿堂TベースのデバイスヒンネッドSiCウェハ

ウェーハの薄化により、エンジニアリング上の課題もいくつか生じています。一方で、基板の機械的強度が弱まると、パッケージング時の固体圧力や温度変化によるストレスに耐えることが難しくなり、信頼性に影響を与える可能性があります。特に自動車エレクトロニクスなどの過酷な作業条件では、薄い基板構造は振動や衝撃に直面すると損傷しやすくなります。一方で、基板と他の材料の間の熱膨張係数の不一致により、薄化後の界面熱応力がさらに増加し​​、これによりデバイスが損傷する可能性も高まります。

反りM仕組みCによって使用される間伐

薄化処理を行うとウェーハの機械的強度が低下するだけでなく、反り変形が発生する可能性があるので注意してください。さらなる研究により、4H-SiC の薄化によって生成されるウェーハ中央の湾曲 (C 湾曲) がその表面形態と密接に関係していることが示されました。研究者らは、厚さ350μmの4H-SiC基板を厚さ180μmまで薄くし、KOHウェットエッチング技術によって4H-SiC基板内の転位を観察し、統計的に分析した。彼らは、C-bow と転位密度の間に明確な対応関係があることを発見しました。

さらに、転位の計数と分類の詳細な記録とともに、高解像度の完全なウェーハ画像が全自動光学顕微鏡によって取得されました。底部転位も C-bow と一定の相関関係があります。この研究は、転位が薄膜の内部応力を解放するための重要な経路であることを示唆しており、通常、SiC ウェーハでは密度が増加するにつれて C-bow 値が低くなります。このメカニズムは、薄化プロセス中の結晶円の反り挙動を理解するための重要な顕微鏡的説明を提供します。

SiC ウェーハが研究用または産業用アプリケーションで必要な場合は、次のアドレスまで電子メールでお問い合わせください。[email protected] と [email protected].