SiC Epitaxy
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Descrição do produto
SiC Epitaxy
A PAM-XIAMEN fornece filme fino personalizado (carboneto de silício) SiC epitaxia em substratos 6H ou 4H para o desenvolvimento de dispositivos de carboneto de silício. SiC epi wafer é usado principalmente para a fabricação de dispositivos de energia de 600V ~ 3300V, incluindo SBD, JBS, PIN, MOSFET, JFET, BJT, GTO, IGBT, etc. Com um wafer de carboneto de silício como substrato, uma deposição de vapor químico (CVD ) é geralmente usado para depositar uma camada de cristal único no wafer para formar um wafer epitaxial. Entre eles, a epitaxia de SiC é preparada pelo crescimento de camadas epitaxiais de carboneto de silício em substratos de carboneto de silício condutores, que podem ser posteriormente fabricados em dispositivos de energia.
1. Especificação da epitaxia de SiC:
| Itens | Especificação | Valor típico |
| Poly-type | 4H | — |
| Desorientação para | 4 graus desligado | — |
| <11 2_ 0> | ||
| Condutividade | do tipo n | — |
| dopante | Azoto | — |
| Concentração de Portadores | 5E15-2E18 cm-3 | — |
| Tolerância | ± 25% | ± 15% |
| Uniformidade | 2" (50,8 mm) < 10% | 7% |
| 3" (76,2 mm) < 20% | 10% | |
| 4" (100 mm) < 20% | 15% | |
| Faixa de espessura | 5-15 μm | — |
| Tolerância | ± 10% | ± 5% |
| Uniformidade | 2" < 5% | 2% |
| 3" < 7% | 3% | |
| 4" < 10% | 5% | |
| Grandes Defeitos Pontuais | 2" < 30 | 2" < 15 |
| 3" < 60 | 3" < 30 | |
| 4" < 90 | 4" < 45 | |
| Defeitos Epi | ≤20 cm-2 | ≤10 cm-2 |
| Agrupamento em etapas | ≤ 2,0 nm (Rq) | ≤1,0 nm (Rq) |
| (Rugosidade) |
Exclusão de borda de 2 mm para 50,8 e 76,2 mm, exclusão de borda de 3 mm para 100,0 mm Notas:
• Média de todos os pontos de medição para espessura e concentração de portador (ver pág. 5)
• Camadas epi tipo N <20 mícrons são precedidas por tipo n, 1E18, camada tampão de 0,5 mícron
• Nem todas as densidades de dopagem estão disponíveis em todas as espessuras
• Uniformidade:desvio padrão(σ)/média
• Qualquer requisito especial no parâmetro epi está disponível mediante solicitação
2. Introdução da SiC Epitaxia
Por que precisamos de bolacha epitaxial de carboneto de silício?Porque, diferente do processo tradicional de fabricação de dispositivos de energia de silício, os dispositivos de energia de carboneto de silício não podem ser fabricados diretamente em materiais de cristal único de carboneto de silício. Materiais epitaxiais de alta qualidade devem ser cultivados em substratos de cristal único condutores e vários dispositivos fabricados no wafer epitaxial de SiC.
A principal tecnologia epitaxial para o crescimento de epitaxia de SiC é a deposição química de vapor (CVD), que realiza uma certa espessura e material epitaxial de carboneto de silício dopado através do crescimento do fluxo de etapa do reator de epitaxia de SiC. Com a melhoria dos requisitos de fabricação de dispositivos de carboneto de silício e os níveis de tensão suportável, o SiC epi wafer continua a se desenvolver na direção de baixos defeitos e epitaxia espessa.
Nos últimos anos, a qualidade dos materiais epitaxiais finos de carboneto de silício (＜20 μm) tem melhorado continuamente. Os defeitos dos microtúbulos nos materiais epitaxiais foram eliminados. No entanto, os defeitos de epitaxia do SiC, como gota, triângulo, cenoura, deslocamento do parafuso, deslocamento do plano basal, defeitos de nível profundo, etc., tornam-se o principal fator que afeta o desempenho do dispositivo. Com o avanço do processo de epitaxia de SiC, a espessura da camada epitaxial evoluiu de alguns μm e dezenas de μm no passado para as atuais dezenas de μm e centenas de μm. Graças às vantagens do SiC sobre o Si, o mercado de epitaxia de SiC está crescendo rapidamente.
Uma vez que os dispositivos de carboneto de silício devem ser fabricados em materiais epitaxiais, basicamente todos os materiais de cristal único de carboneto de silício serão usados como filme epitaxial de SiC para crescer materiais epitaxiais. A tecnologia de materiais epitaxiais de carboneto de silício desenvolveu-se rapidamente internacionalmente, com a maior espessura epitaxial atingindo mais de 250 μm. Entre eles, a tecnologia de epitaxia de 20 μm e abaixo tem alta maturidade. A densidade de defeitos de superfície foi reduzida para menos de 1/cm2, e a densidade de deslocamento foi reduzida de 105/cm2 para 103/cm2. A taxa de conversão de deslocamento do plano base é próxima a 100%, o que basicamente atendeu aos requisitos de materiais epitaxiais para produção em larga escala de dispositivos de carboneto de silício.
Nos últimos anos, a tecnologia internacional de material epitaxial de 30 μm ~ 50 μm também amadureceu rapidamente, mas devido à limitação da demanda do mercado de SiC epi, o progresso da industrialização foi lento. Atualmente, a empresa de industrialização pode oferecer materiais epitaxiais de carboneto de silício em lotes, incluindo epitaxia Cree SiC, epitaxia PAM-XIAMEN SiC, epitaxia Dow Corning SiC etc.
3. Métodos de teste
Nº 1. Concentração de portadores: A dopagem líquida é determinada como um valor médio através do afer usando a sonda de Hg CV.
No.2. Espessura: a espessura é determinada como um valor médio no wafer usando FTIR.
No.3. Defeitos pontuais grandes: inspeção microscópica realizada em 100X, em um microscópio óptico Olympus ou comparável.
No.4. Epi Defects Inspeção ou mapa de defeitos realizado com o Analisador de Superfície Óptica KLA-Tencor Candela CS20 ou SICA.
Número 5. Agrupamento de etapas: agrupamento de etapas e rugosidade são digitalizados por AFM (microscópio de força atômica) em uma área de 10 μm x 10 μm
3-1: Descrições de grandes defeitos pontuais
Defeitos que exibem uma forma nítida a olho nu e têm diâmetro > 50 mícrons. Esses recursos incluem picos, partículas aderentes, lascas e crateras. Defeitos pontuais grandes com menos de 3 mm de distância contam como um defeito.
3-2: Descrições de defeitos de epitaxia
Defeitos de epitaxia SiC incluem inclusões 3C, caudas de cometas, cenouras, partículas, gotículas de silício e queda.
4. Aplicação de wafer epitaxial de SiC
Correção do fator de potência (PFC)
Inversor fotovoltaico e inversores UPS (fontes de alimentação ininterruptas)
Acionamentos de motores
retificação de saída
Veículos híbridos ou elétricos
Diodo SiC Schottky com 600V, 650V, 1200V, 1700V, 3300V está disponível.
Veja abaixo a aplicação detalhada por campo:
| Campo | Radiofrequência (RF) | Dispositivo de energia | CONDUZIU |
| Material | SiLDMOS | Si | GaN/Al2O3 |
| GaAs | GaN/Si | GaN/Si | |
| GaN/SiC | SiC/SiC | GaN/SiC | |
| GaN/Si | Ga203 | / | |
| Dispositivo | GaN HEMT baseado em SiC | MOSFET baseado em SiC BJT baseado em SiC IGBT baseado em SiC SBD baseado em SiC |
/ |
| Aplicativo | Radar, 5G | Veículos elétricos | Iluminação de estado sólido |
5. Wafers mecânicos com Epilayes: estão disponíveis, como para monitoramento de processos, que requerem wafers com baixo arco e empenamento.
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