4H-SiC에 비해 3C 탄화규소(3C SiC)는 밴드갭은 낮지만 캐리어 이동도, 열전도도, 기계적 특성은 4H-SiC보다 우수하다. 또한, 절연 산화물 게이트와 3C-SiC 사이의 경계면의 결함 밀도가 낮아 고전압, 고신뢰성, 장수명 디바이스 제조에 더욱 도움이 됩니다. 현재 3C-SiC 기반 장치는 주로 Si 기판 위에 제조됩니다. Si와 3C SiC 간의 큰 격자 불일치와 열팽창 계수 불일치로 인해 결함 밀도가 높아져 장치 성능에 영향을 미칩니다. 또한 저가형 3C-SiC 웨이퍼는 600V~1200V 전압 범위의 전력 장치 시장에 상당한 대체 영향을 미쳐 전체 산업 발전을 가속화할 것입니다. 따라서 벌크형 3C-SiC 웨이퍼 개발은 불가피하다.

PAM-하문전자 이동도가 높은 N형 벌크 3C-SiC 웨이퍼 생산 가능(3C SiC: 1100 cm²/V·s; 4H SiC: 900cm²/V·s). 3C-SiC 밴드갭 폭이 더 작기 때문에 소자는 더 작은 FN 터널링 전류를 가질 수 있고 산화물 층 준비의 신뢰성을 가질 수 있어 소자의 수율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 3C-SiC 웨이퍼에 대한 추가 정보는 아래 매개변수 시트를 참조하십시오.

1. 3C SiC 웨이퍼 사양

1호 50.8mm 3C-SiC 기판

"*" 값은 Edge 제외 영역을 제외한 웨이퍼 표면 전체에 적용됩니다.

2호 100mm 3C-SiC 기판

"*" 값은 Edge 제외 영역을 제외한 웨이퍼 표면 전체에 적용됩니다.

2. MOSFET 소자를 기반으로 분석한 3C-SiC의 우수성

첫째, 전자 이동도입니다(표 1 참조). 보고서에 따르면 실리콘 기반 3C SiC MOSFET의 n채널 이동도 범위는 100~370cm2입니다.²/V·s. 측면 4H-SiC MOSFET은 일반적으로 20-40cm입니다.²/V·s, 홈 장치는 6-90cm입니다.²/V·s. SiC MOSFET은 질소 패시베이션을 통해 A면에 생성되어 채널 이동도를 131cm2로 높였습니다.²/V·s이지만 실리콘 기반 3C SiC 장치보다 낮습니다.

다음은 신뢰성이다. 현재 SiC MOSFET의 핵심 기술 병목 현상은 게이트 산화막의 열악한 인터페이스 품질에 집중되어 있으며, 이는 채널 이동도가 낮을 ​​뿐만 아니라 문턱 전압의 안정성에도 영향을 미칩니다. 게이트 산화물도 고온에서 파손이 발생하는 약점이 있습니다. 3C-SiC와 절연 산화물 게이트 사이의 인터페이스 트랩 농도가 훨씬 낮아 신뢰성이 높고 수명이 긴 장치를 제조하는 데 도움이 됩니다.

게다가, 3C-SiC의 장벽 높이는 3.7eV(그림 1 참조)로, 이는 실리콘과 4H SiC보다 훨씬 높습니다. 따라서 게이트 구동 회로의 누설 전류가 동일할 때 3C-SiC MOSFET 내부의 전계는 4H-SiC보다 2~3배 더 높습니다. 따라서 3C-SiC 트렌치 전력 MOSFET에 대한 경감 요구 사항은 4H-SiC 장치에 대한 요구 사항보다 훨씬 덜 엄격합니다.

그림 1. 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC 및 Silicon의 주전원 반도체 밴드 구조(SiO2를 사용한 밴드 오프셋 설명)

마지막으로 에너지 밴드갭 폭이 낮은 3C-SiC는 실리콘에 더 가깝기 때문에 장치로 가공할 때 많은 이점을 갖습니다.

3. 차이점4H-SiC,6H-SiC,3C-SiC애플리케이션에서

4H-SiC는 전자이동도가 높고 전도저항이 낮으며 전류밀도가 높아 전력전자소자에 적합하다.

6H-SiC는 안정적인 구조와 우수한 발광 성능을 갖고 있어 광전자 소자에 적합합니다.

3C-SiC는 포화 전자 표류 속도가 높고 열전도도가 다이아몬드 단결정 다음으로 높아 고주파, 고전력 소자에 적합하다.

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