Основными и ключевыми параметрами эпитаксиальных материалов SiC являются толщина и однородность концентрации легирования. Фактически, эпитаксиальные параметры в основном зависят от конструкции устройства. Например, эпитаксиальные параметры различаются в зависимости от различных уровней напряжения устройств. Обычно при низком напряжении 600 В необходимая толщина эпитаксии может составлять около 6 мкм. Для среднего напряжения 1200 ~ 1700 необходимая толщина составляет 10 ~ 15 мкм. Если напряжение> = 10000 вольт, может потребоваться более 100 мкм. Следовательно, с увеличением допустимого напряжения эпитаксиальная толщина увеличивается, и изготовление высококачественных эпитаксиальных пластин становится более трудным, особенно контроль дефектов в поле высокого напряжения, что также является большой проблемой.

Дефекты эпитаксии SiC

На самом деле в эпитаксии SiC имеется много дефектов. Из-за другого кристалла его дефекты отличаются от дефектов других кристаллов. Его дефекты в основном включают микротрубочки, треугольные дефекты, морковные дефекты на поверхности и некоторые особые дефекты, такие как ступенчатая агрегация.

По сути, многие дефекты напрямую копируются с подложки, поэтому качество подложки и уровень обработки очень важны для эпитаксиального роста, особенно для контроля дефектов.

Эпитаксиальные дефекты SiC обычно подразделяют на фатальные и нефатальные. Неустранимые дефекты, такие как треугольные дефекты и помет, влияют на все типы устройств, включая диоды, полевые МОП-транзисторы и биполярные устройства. Наибольшее влияние оказывает напряжение пробоя, которое может снизить напряжение пробоя на 20% или даже 90%. Не критические дефекты, такие как некоторые TSD и TED, могут не повлиять на диод и могут повлиять на срок службы MOS и биполярных устройств или иметь некоторый эффект утечки, что в конечном итоге повлияет на квалификацию обработки устройство

Первый метод борьбы с эпитаксиальными дефектами SiC состоит в тщательном выборе материала подложки; второй - выбор оборудования и локализации; третий - технологический процесс.

Прогресс эпитаксиальной технологии SiC

В области низкого и среднего напряжения параметры толщины сердечника и концентрация легирования эпитаксиальных пластин могут быть относительно лучше. Однако в области высокого напряжения еще предстоит преодолеть множество трудностей, включая толщину, однородность концентрации легирования, треугольные дефекты и так далее.

В области приложений среднего и низкого напряжения эпитаксиальная технология SiC является относительно зрелой. Он может в основном соответствовать требованиям SBD, JBS, MOS и других устройств низкого и среднего напряжения. Выше изображена эпитаксиальная пластина 10 мкм для устройства с напряжением 1200 В. Его толщина и концентрация легирования достигли очень хорошего уровня, а поверхностные дефекты также очень хорошие, которые могут достигать менее 0,5 квадратных метров.

В области высоковольтной эпитаксии развитие эпитаксиальной технологии идет относительно отсталым. Например, эпитаксиальный материал SiC 200 мкм на устройстве на 20000 В имеет большую однородность, толщину и концентрацию по сравнению с описанной выше разностью низкого напряжения, особенно однородность концентрации легирования. В то же время в толстой пленке, необходимой для высоковольтных устройств, имеется много дефектов, особенно треугольные дефекты, которые в основном влияют на изготовление сильноточных устройств. Большой ток требует большой площади кристалла. В то же время время жизни его неосновных носителей заряда также относительно невелико.

Что касается высокого напряжения, такие типы устройств обычно используются в биполярных устройствах, которые требуют более длительного срока службы неосновных носителей. Из рисунка справа видно, что для достижения идеального прямого тока время жизни неосновных носителей заряда должно составлять не менее 5 мкс или более. В настоящее время параметры времени жизни неосновных носителей эпитаксиальных пластин составляют примерно 1 ~ 2 мкс, поэтому в настоящее время нет необходимости в высоковольтных устройствах. Также необходима технология постобработки.

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте наvictorchan@powerwaywafer.comиpowerwaymaterial@gmail.com