Эпитактическая пластина SiC путем эпитаксии на подложке из карбида кремния

SiC Epitaxy

Мы предоставляем специальную эпитаксию тонкопленочного карбида кремния (карбид кремния) на подложках 6H или 4H для разработки устройств из карбида кремния. Пластина SiC epi в основном используется для диодов Шоттки, металлооксидных полупроводниковых полевых транзисторов, полевых переходов.

Категория: SiC вафельные Метка: Эпитаксия карбида кремния

Description

Описание

Эпитаксия карбида кремния

PAM-XIAMEN обеспечивает эпитаксию SiC тонкой пленки (карбида кремния) на подложках 6H или 4H для разработки устройств из карбида кремния. Эпи-пластина SiC в основном используется для изготовления силовых устройств с напряжением 600–3300 В, включая SBD, JBS, PIN, MOSFET, JFET, BJT, GTO, IGBT и т. д. При использовании пластины из карбида кремния в качестве подложки обычно используется метод химического осаждения из паровой фазы (CVD) для нанесения слоя монокристалла на пластину с образованием эпитаксиальной пластины. Среди них эпитаксия SiC получается путем выращивания эпитаксиальных слоев карбида кремния на проводящих подложках из карбида кремния, из которых в дальнейшем можно изготавливать силовые устройства.

1. Спецификация эпитаксии SiC:

Предметы	Спецификация	Типичное значение
Поли-типа	4H	-
Неориентация на	4 град-офф	-
<11 2_ 0>	4 град-офф	-
проводимость	п-типа	-
добавка	азот	-
Концентрация носителя	5Э15-2Э18 см-3	-
Толерантность	± 25%	± 15%
единообразие	2”(50,8мм)< 10%	7%
	3”(76,2мм)< 20%	10%
	4” (100мм)< 20%	15%
Диапазон толщины	5-15 мкм	-
Толерантность	± 10%	± 5%
единообразие	2” <5%	2%
	3” <7%	3%
	4” <10%	5%
Крупные точечные дефекты	2” <30	2” <15
	3” <60	3” <30
	4” <90	4” <45
Эпи дефекты	≤20 см-2	≤10 см-2
Ступенчатая группировка	≤2,0 нм (Rq)	≤1,0 нм (Rq)
(шероховатость)	≤2,0 нм (Rq)	≤1,0 нм (Rq)

Исключение кромки 2 мм для 50,8 и 76,2 мм, исключение кромки 3 мм для 100,0 ммПримечания:

• Среднее значение всех точек измерения толщины и концентрации носителей (см. стр. 5)
• Эпислоям N-типа <20 микрон предшествует буферный слой n-типа, 1E18, 0,5 микрона.
• Не все плотности легирования доступны для всех толщин.
• Однородность: стандартное отклонение (σ)/среднее значение.
• Любые особые требования к эпи-параметру предоставляются по запросу.

2. Введение эпитаксии SiC

Зачем нам нужна эпитаксиальная пластина карбида кремния?Поскольку в отличие от традиционного процесса производства кремниевых силовых устройств, силовые устройства из карбида кремния не могут быть изготовлены непосредственно из монокристаллических материалов карбида кремния. Высококачественные эпитаксиальные материалы необходимо выращивать на проводящих монокристаллических подложках, а на эпитаксиальной пластине SiC изготавливать различные устройства.

Основной эпитаксиальной технологией роста эпитаксии SiC является химическое осаждение из газовой фазы (CVD), при котором достигается получение эпитаксиального материала определенной толщины и легирования карбида кремния посредством выращивания ступенчатого потока в реакторе для эпитаксии SiC. С улучшением требований к производству силовых устройств из карбида кремния и уровням выдерживаемого напряжения эпитаксиальные пластины SiC продолжают развиваться в направлении низкого уровня дефектов и толстой эпитаксии.

В последние годы качество тонких эпитаксиальных материалов из карбида кремния (<20 мкм) постоянно улучшается. Дефекты микротрубочек в эпитаксиальных материалах устранены. Однако дефекты эпитаксии SiC, такие как капля, треугольник, морковь, винтовая дислокация, дислокация базисной плоскости, дефекты глубокого уровня и т. д., становятся основным фактором, влияющим на производительность устройства. С развитием процесса эпитаксии SiC толщина эпитаксиального слоя выросла с нескольких мкм и десятков мкм в прошлом до нынешних десятков и сотен мкм. Благодаря преимуществам SiC перед Si рынок эпитаксии SiC быстро растет.

Поскольку устройства из карбида кремния должны быть изготовлены на эпитаксиальных материалах, в основном все монокристаллические материалы карбида кремния будут использоваться в качестве эпитаксиальной пленки SiC для выращивания эпитаксиальных материалов. Технология эпитаксиальных материалов из карбида кремния быстро развивалась во всем мире, при этом наибольшая эпитаксиальная толщина достигает более 250 мкм. Среди них высокая зрелость имеет технология эпитаксии толщиной 20 мкм и ниже. Плотность поверхностных дефектов снижена до менее 1/см2, а плотность дислокаций снижена со 105/см2 до 103/см2. Коэффициент преобразования дислокаций базовой плоскости близок к 100%, что в основном соответствует требованиям к эпитаксиальным материалам для крупномасштабного производства устройств из карбида кремния.

В последние годы международная технология эпитаксиальных материалов толщиной 30–50 мкм также быстро развивалась, но из-за ограничения спроса на рынке SiC epi, прогресс индустриализации был медленным. В настоящее время компания, занимающаяся индустриализацией, может предлагать эпитаксиальные материалы из карбида кремния партиями, включая эпитаксию Cree SiC, эпитаксию SiC PAM-XIAMEN, эпитаксию SiC Dow Corning и т. д.

3. Методы испытаний

№1. Концентрация носителя: Чистое легирование определяется как среднее значение по всей длине спектра с использованием CV зонда Hg.
№2. Толщина: Толщина определяется как среднее значение по пластине с помощью FTIR.
№ 3. Крупные точечные дефекты: микроскопический контроль при 100-кратном увеличении с использованием оптического микроскопа Olympus или аналогичного устройства.
№4. Проверка дефектов Epi или карта дефектов, выполняемая с помощью оптического анализатора поверхности KLA-Tencor Candela CS20 или SICA.
№5. Ступенчатая группировка: Ступенчатая группировка и шероховатость сканируются с помощью AFM (атомно-силового микроскопа) на площади 10×10 мкм.

3-1:Описания крупных точечных дефектов

Дефекты, которые имеют четкую форму для невооруженного глаза и имеют размер > 50 микрон в поперечнике. Эти особенности включают шипы, прилипшие частицы, сколы и кратеры. Крупные точечные дефекты на расстоянии менее 3 мм друг от друга считаются за один дефект.

3-2:Описание дефектов эпитаксии

Дефекты эпитаксии SiC включают включения 3C, хвосты комет, моркови, частицы, капли кремния и осадки.

4. Применение эпитаксиальной пластины SiC.

Коррекция коэффициента мощности (PFC)
Фотоэлектрические инверторы и инверторы ИБП (источники бесперебойного питания)
Моторные приводы
Выходное исправление
Гибридные или электрические транспортные средства
Доступны SiC-диоды Шоттки на 600 В, 650 В, 1200 В, 1700 В, 3300 В.

Пожалуйста, смотрите ниже подробное применение по областям:

Поле	Радиочастота (РЧ)	Силовое устройство	СВЕТОДИОД
Материал	SiLDMOS	си	GaN / Al2O3
	GaAs	GaN / Si	GaN / Si
	GaN / SiC	SiC / SiC	GaN / SiC
	GaN / Si	Ga203	/
устройство	GaN HEMT на основе SiC	МОП-транзистор на основе SiC BJT на основе SiC IGBT на основе SiC SBD на основе SiC	/
Приложение	Радар, 5G	Электрические транспортные средства	Твердотельное освещение