Wafer Epitacsial SiC ar gyfer Dyfeisiau Pŵer – 4H-SiC, math-N, Dwysedd Diffygion Isel
Diagram Manwl


Cyflwyniad
Mae'r Wafer Epitacsial SiC wrth wraidd dyfeisiau lled-ddargludyddion perfformiad uchel modern, yn enwedig y rhai a gynlluniwyd ar gyfer gweithrediadau pŵer uchel, amledd uchel, a thymheredd uchel. Yn fyr am Wafer Epitacsial Silicon Carbid, mae Wafer Epitacsial SiC yn cynnwys haen epitacsial SiC denau o ansawdd uchel wedi'i thyfu ar ben swbstrad SiC swmp. Mae'r defnydd o dechnoleg Wafer Epitacsial SiC yn ehangu'n gyflym mewn cerbydau trydan, gridiau clyfar, systemau ynni adnewyddadwy, ac awyrofod oherwydd ei briodweddau ffisegol ac electronig uwchraddol o'i gymharu â wafers confensiynol sy'n seiliedig ar silicon.
Egwyddorion Gwneuthuriad Wafer Epitacsial SiC
Mae creu Wafer Epitacsial SiC yn gofyn am broses dyddodiad anwedd cemegol (CVD) sydd wedi'i rheoli'n fanwl iawn. Fel arfer, mae'r haen epitacsial yn cael ei thyfu ar swbstrad SiC monogrisialog gan ddefnyddio nwyon fel silan (SiH₄), propan (C₃H₈), a hydrogen (H₂) ar dymheredd sy'n uwch na 1500°C. Mae'r twf epitacsial tymheredd uchel hwn yn sicrhau aliniad crisialog rhagorol a diffygion lleiaf posibl rhwng yr haen epitacsial a'r swbstrad.
Mae'r broses yn cynnwys sawl cam allweddol:
-
Paratoi SwbstradMae'r wafer SiC sylfaenol yn cael ei lanhau a'i sgleinio i llyfnder atomig.
-
Twf CVDMewn adweithydd purdeb uchel, mae nwyon yn adweithio i ddyddodi haen SiC un grisial ar y swbstrad.
-
Rheoli CyffuriauCyflwynir dopio math-N neu fath-P yn ystod epitacsi i gyflawni'r priodweddau trydanol a ddymunir.
-
Arolygu a MetrolegDefnyddir microsgopeg optegol, AFM, a diffraction pelydr-X i wirio trwch haen, crynodiad dopio, a dwysedd diffygion.
Mae pob Wafer Epitacsial SiC yn cael ei fonitro'n ofalus i gynnal goddefiannau tynn o ran unffurfiaeth trwch, gwastadrwydd arwyneb, a gwrthedd. Mae'r gallu i fireinio'r paramedrau hyn yn hanfodol ar gyfer MOSFETs foltedd uchel, deuodau Schottky, a dyfeisiau pŵer eraill.
Manyleb
Paramedr | Manyleb |
Categorïau | Gwyddor Deunyddiau, Swbstradau Grisial Sengl |
Polyteip | 4H |
Dopio | Math N |
Diamedr | 101 mm |
Goddefgarwch Diamedr | ± 5% |
Trwch | 0.35 mm |
Goddefgarwch Trwch | ± 5% |
Hyd Fflat Cynradd | 22 mm (± 10%) |
TTV (Amrywiad Trwch Cyfanswm) | ≤10 µm |
Ystof | ≤25 µm |
FWHM | ≤30 Arc-eiliad |
Gorffeniad Arwyneb | Rq ≤0.35 nm |
Cymwysiadau Wafer Epitacsial SiC
Mae cynhyrchion Wafer Epitaxial SiC yn anhepgor mewn sawl sector:
-
Cerbydau Trydan (EVs)Mae dyfeisiau sy'n seiliedig ar wafer epitacsial SiC yn cynyddu effeithlonrwydd y trên pŵer ac yn lleihau pwysau.
-
Ynni AdnewyddadwyFe'i defnyddir mewn gwrthdroyddion ar gyfer systemau pŵer solar a gwynt.
-
Cyflenwadau Pŵer DiwydiannolGalluogi switsio amledd uchel, tymheredd uchel gyda chollfeydd is.
-
Awyrofod ac AmddiffynYn ddelfrydol ar gyfer amgylcheddau llym sydd angen lled-ddargludyddion cadarn.
-
Gorsafoedd Sylfaen 5GMae cydrannau Wafer Epitacsial SiC yn cefnogi dwyseddau pŵer uwch ar gyfer cymwysiadau RF.
Mae'r Wafer Epitaxial SiC yn galluogi dyluniadau cryno, newid cyflymach, ac effeithlonrwydd trosi ynni uwch o'i gymharu â waferi silicon.
Manteision Wafer Epitacsial SiC
Mae technoleg Wafer Epitaxial SiC yn cynnig manteision sylweddol:
-
Foltedd Dadansoddiad UchelYn gwrthsefyll folteddau hyd at 10 gwaith yn uwch na waferi Si.
-
Dargludedd ThermolMae Wafer Epitaxial SiC yn gwasgaru gwres yn gyflymach, gan ganiatáu i ddyfeisiau redeg yn oerach ac yn fwy dibynadwy.
-
Cyflymderau Newid UchelMae colledion newid is yn galluogi effeithlonrwydd a miniatureiddio uwch.
-
Bwlch Band EangYn sicrhau sefydlogrwydd ar folteddau a thymheredd uwch.
-
Cadernid DeunyddMae SiC yn anadweithiol yn gemegol ac yn gryf yn fecanyddol, yn ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau heriol.
Mae'r manteision hyn yn gwneud y Wafer Epitaxial SiC yn ddeunydd o ddewis ar gyfer y genhedlaeth nesaf o led-ddargludyddion.
Cwestiynau Cyffredin: Wafer Epitacsial SiC
C1: Beth yw'r gwahaniaeth rhwng wafer SiC a wafer epitacsial SiC?
Mae wafer SiC yn cyfeirio at y swbstrad swmp, tra bod Wafer Epitaxial SiC yn cynnwys haen wedi'i dopio'n arbennig a ddefnyddir wrth weithgynhyrchu dyfeisiau.
C2: Pa drwch sydd ar gael ar gyfer haenau Wafer Epitacsial SiC?
Mae haenau epitacsial fel arfer yn amrywio o ychydig ficrometrau i dros 100 μm, yn dibynnu ar ofynion y cymhwysiad.
C3: A yw Wafer Epitaxial SiC yn addas ar gyfer amgylcheddau tymheredd uchel?
Ydy, gall Wafer Epitaxial SiC weithredu mewn amodau uwchlaw 600°C, gan berfformio'n sylweddol well na silicon.
C4: Pam mae dwysedd diffygion yn bwysig mewn Wafer Epitacsial SiC?
Mae dwysedd diffygion is yn gwella perfformiad a chynnyrch dyfeisiau, yn enwedig ar gyfer cymwysiadau foltedd uchel.
C5: A yw Wafers Epitacsial SiC math-N a math-P ar gael?
Ydy, mae'r ddau fath yn cael eu cynhyrchu gan ddefnyddio rheolaeth nwy dopant manwl gywir yn ystod y broses epitacsial.
C6: Pa feintiau wafer sy'n safonol ar gyfer Wafer Epitaxial SiC?
Mae diamedrau safonol yn cynnwys 2 fodfedd, 4 modfedd, 6 modfedd, ac yn gynyddol 8 modfedd ar gyfer gweithgynhyrchu cyfaint uchel.
C7: Sut mae Wafer Epitaxial SiC yn effeithio ar gost ac effeithlonrwydd?
Er ei fod yn ddrytach na silicon i ddechrau, mae Wafer Epitaxial SiC yn lleihau maint y system a cholli pŵer, gan wella effeithlonrwydd cost cyfan dros y tymor hir.