8-inch P-type SIC-wafels

Semicorex 8-inch P-type SIC-wafels vertegenwoordigen een doorbraak in brede bandgap-halfgeleidertechnologie, die superieure prestaties biedt voor toepassingen met een hoog vermogen, hoogfrequente en hoge temperatuur. Vervaardigd met ultramoderne kristalgroei en wafelsprocessen. Om de functies van verschillende halfgeleiderapparaten te realiseren, moet de geleidbaarheid van halfgeleidermaterialen nauwkeurig worden gecontroleerd. P-type doping is een van de belangrijke middelen om de geleidbaarheid van SIC te veranderen. De introductie van onzuiverheidsatomen met een klein aantal valentie -elektronen (meestal aluminium) in het SIC -rooster zal positief geladen "gaten" vormen. Deze gaten kunnen deelnemen aan geleiding als dragers, waardoor het SIC-materiaal de geleidbaarheid van het P-type vertoont. P-type doping is essentieel voor de productie van een verscheidenheid aan halfgeleiderapparaten, zoals MOSFET's, diodes en bipolaire junctietransistoren, die allemaal afhankelijk zijn van P-N-juncties om hun specifieke functies te bereiken. Aluminium (AL) is een veelgebruikte p-type dopant in sic. In vergelijking met boor is aluminium over het algemeen geschikter voor het verkrijgen van zwaar gedoteerde SiC-lagen met lage weerstand. Dit komt omdat aluminium een ​​ondieper acceptor -energieniveau heeft en eerder de positie van siliciumatomen in het SIC -rooster inneemt, waardoor een hogere doping -efficiëntie wordt bereikt. De belangrijkste methode voor p-type doping SiC-wafels is ionimplantatie, die meestal gloeien bij hoge temperaturen boven 1500 ° C vereist om de geïmplanteerde aluminiumatomen te activeren, waardoor ze de vervangingspositie van het SIC-rooster kunnen betreden en hun elektrische rol kunnen spelen. Vanwege de lage diffusiesnelheid van doteermiddelen in SiC kan ionenimplantatietechnologie de implantatiediepte en concentratie van onzuiverheden nauwkeurig regelen, wat cruciaal is voor het produceren van hoogwaardige apparaten.

De keuze van doteermiddelen en het dopingproces (zoals gloeien op hoge temperatuur na ionenimplantatie) zijn belangrijke factoren die de elektrische eigenschappen van SIC-apparaten beïnvloeden. De ionisatie -energie en oplosbaarheid van de dopant bepalen direct het aantal vrije dragers. De implantatie- en gloeiprocessen beïnvloeden de effectieve binding en elektrische activering van de dopantatomen in het rooster. Deze factoren bepalen uiteindelijk de spanningstolerantie, het huidige draagvermogen en de schakelkarakteristieken van het apparaat. Gloeien op hoge temperatuur is meestal vereist om elektrische activering van doteermiddelen in SiC te bereiken, wat een belangrijke productiestap is. Zulke hoge gloeitemperaturen stellen hoge eisen aan apparatuur en procescontrole, die nauwkeurig moeten worden gecontroleerd om te voorkomen dat defecten in het materiaal worden geïntroduceerd of de kwaliteit van het materiaal te verminderen. Fabrikanten moeten het gloeiproces optimaliseren om voldoende activering van doteermiddelen te garanderen en tegelijkertijd de nadelige effecten op de wafelintegriteit te minimaliseren.

Het hoogwaardige, lage weerstand P-type siliciumcarbide-substraat geproduceerd door de vloeibare fasemethode zal de ontwikkeling van krachtige SIC-IGBT aanzienlijk versnellen en de lokalisatie van hoogwaardige ultrahoge spanningsvermogensapparaten realiseren. De vloeibare fasemethode heeft het voordeel van het kweken van kristallen van hoge kwaliteit. Het kristalgroeiprincipe bepaalt dat siliciumcarbidekristallen voor ultrahoge kwaliteit kunnen worden gekweekt en siliciumcarbidekristallen met lage door-dislocaties en nulstapelfouten zijn verkregen. Het P-type 4-graden off-hoek siliciumcarbide-substraat bereid door de vloeibare fasemethode heeft een weerstand van minder dan 200 mΩ · cm, een uniforme verdeling in het vlak weerstandsverdeling en een goede kristalliniteit.

P-type siliciumcarbide-substraten worden over het algemeen gebruikt om stroomapparaten te maken, zoals geïsoleerde poortbipolaire transistors (IGBT).

IGBT = MOSFET + BJT, een schakelaar die aan of uit is. MOSFET = IGFET (metaaloxide halfgeleider veldeffect transistor of geïsoleerde gate -veldeffect transistor). BJT (Bipolar Junction Transistor, ook bekend als Triode), Bipolar betekent dat bij het werken twee soorten dragers, elektronen en gaten deelnemen aan het geleidingsproces, in het algemeen een PN -junctie deelneemt aan de geleiding.

Vloeibare fasemethode is een waardevolle techniek voor het produceren van P-type SIC-substraten met gecontroleerde doping en hoge kristalkwaliteit. Hoewel het voor uitdagingen wordt geconfronteerd, maken de voordelen ervan geschikt voor specifieke toepassingen in krachtige elektronica. Het gebruik van aluminium als dopant is de meest gebruikelijke manier om de P -type SIC te maken.

De drang naar een hogere efficiëntie, hogere vermogensdichtheid en een grotere betrouwbaarheid in stroomelektronica (voor elektrische voertuigen, omvormers van hernieuwbare energie, industriële motoraandrijvingen, voedingen, enz.) Vereist SIC -apparaten die dichter bij de theoretische limieten van het materiaal werken. Defecten afkomstig van het substraat zijn een belangrijke beperkende factor. P-type sic is van oudsher meer defectgevoelig geweest dan n-type wanneer het wordt gekweekt door traditionele PVT. Daarom zijn hoogwaardige, lage-defect P-type SIC-substraten, mogelijk gemaakt door methoden zoals LPM, cruciale enablers voor de volgende generatie geavanceerde SIC-machtsapparaten, met name MOSFET's en diodes.