Wafers sic loại 8 inch

Các tấm sic loại P-loại 8 inch Semicorex đại diện cho một bước đột phá trong công nghệ bán dẫn bandgap rộng, cung cấp hiệu suất vượt trội cho các ứng dụng cao cấp, tần số cao và nhiệt độ cao. Được sản xuất với các quá trình tăng trưởng tinh thể hiện đại và wafer. Để nhận ra các chức năng của các thiết bị bán dẫn khác nhau, độ dẫn điện của vật liệu bán dẫn cần phải được kiểm soát chính xác. Doping loại P là một trong những phương tiện quan trọng để thay đổi độ dẫn của sic. Việc giới thiệu các nguyên tử tạp chất với một số lượng nhỏ các electron hóa trị (thường là nhôm) vào mạng sic sẽ hình thành "lỗ hổng" tích điện dương. Những lỗ hổng này có thể tham gia dẫn truyền dưới dạng chất mang, làm cho vật liệu SIC thể hiện độ dẫn của loại P. Doping loại P rất cần thiết cho việc sản xuất nhiều thiết bị bán dẫn khác nhau, như MOSFET, điốt và bóng bán dẫn nối lưỡng cực, tất cả đều dựa vào các mối nối P-N để đạt được các chức năng cụ thể của chúng. Nhôm (AL) là một loại dopant loại p thường được sử dụng trong sic. So với boron, nhôm thường phù hợp hơn để có được các lớp sic pha tạp, có độ bền thấp. Điều này là do nhôm có mức năng lượng chấp nhận nông hơn và có nhiều khả năng chiếm vị trí của các nguyên tử silicon trong mạng sic, do đó đạt được hiệu quả pha tạp cao hơn. Phương pháp chính cho các tấm sic doping loại P là cấy ion, thường đòi hỏi phải ủ ở nhiệt độ cao trên 1500 ° C để kích hoạt các nguyên tử nhôm được cấy ghép, cho phép chúng vào vị trí thay thế của mạng SIC và đóng vai trò điện của chúng. Do tốc độ khuếch tán thấp của các chất dopants trong SIC, công nghệ cấy ion có thể kiểm soát chính xác độ sâu cấy ghép và nồng độ tạp chất, rất quan trọng để sản xuất các thiết bị hiệu suất cao.

Sự lựa chọn của các chất pha chế và quá trình pha tạp (như ủ nhiệt độ cao sau khi cấy ion) là những yếu tố chính ảnh hưởng đến tính chất điện của các thiết bị SIC. Năng lượng ion hóa và khả năng hòa tan của dopant trực tiếp xác định số lượng người mang tự do. Các quá trình cấy ghép và ủ ảnh hưởng đến việc liên kết hiệu quả và kích hoạt điện của các nguyên tử dopant trong mạng. Những yếu tố này cuối cùng xác định dung sai điện áp, khả năng mang theo dòng điện và đặc tính chuyển đổi của thiết bị. Ủ nhiệt độ cao thường được yêu cầu để đạt được kích hoạt điện của các chất dopant ở SIC, đây là một bước sản xuất quan trọng. Nhiệt độ ủ cao như vậy đặt nhu cầu cao đối với thiết bị và kiểm soát quy trình, cần được kiểm soát chính xác để tránh đưa ra các khiếm khuyết trong vật liệu hoặc giảm chất lượng của vật liệu. Các nhà sản xuất cần tối ưu hóa quá trình ủ để đảm bảo kích hoạt đầy đủ các chất dopants trong khi giảm thiểu các tác dụng phụ đối với tính toàn vẹn của wafer.

Chất nền silicon loại p loại P chất lượng cao, có chất lỏng được sản xuất bởi phương pháp pha lỏng sẽ tăng tốc đáng kể sự phát triển của SIC-IGBT hiệu suất cao và nhận ra việc định vị các thiết bị công suất điện áp cực cao cao. Phương pháp pha lỏng có lợi thế là phát triển các tinh thể chất lượng cao. Nguyên tắc tăng trưởng tinh thể xác định rằng các tinh thể cacbua silicon cực cao có thể được phát triển và các tinh thể cacbua silicon với các biến dạng xuyên suốt thấp và đã thu được các lỗi xếp chồng. Chất nền cacbua ngoài góc 4 độ p loại P được điều chế bằng phương pháp pha lỏng có điện trở suất dưới 200mΩ · cm, phân bố điện trở suất trong mặt phẳng đồng đều và độ kết tinh tốt.

Các chất nền cacbua silicon loại P thường được sử dụng để tạo ra các thiết bị năng lượng, chẳng hạn như bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện (IGBT).

IGBT = MOSFET + BJT, đây là một công tắc bật hoặc tắt. MOSFET = IGFET (Transitor hiệu ứng trường bán dẫn oxit kim loại hoặc bóng bán dẫn hiệu ứng trường cách điện). BJT (Transitor Junction Junction, còn được gọi là Triode), lưỡng cực có nghĩa là khi làm việc, hai loại chất mang, electron và lỗ hổng, tham gia vào quá trình dẫn, nói chung là một mối nối PN tham gia vào dẫn truyền.

Phương pháp pha lỏng là một kỹ thuật có giá trị để sản xuất các chất nền SIC loại P với pha tạp được kiểm soát và chất lượng tinh thể cao. Trong khi nó phải đối mặt với những thách thức, những ưu điểm của nó làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng cụ thể trong các thiết bị điện tử công suất cao. Việc sử dụng nhôm làm dopant là cách phổ biến nhất để tạo ra loại p sic.

Việc thúc đẩy hiệu quả cao hơn, mật độ công suất cao hơn và độ tin cậy cao hơn trong điện tử điện (đối với xe điện, bộ biến tần năng lượng tái tạo, ổ đĩa động cơ công nghiệp, nguồn cung cấp điện, v.v.) đòi hỏi các thiết bị SIC hoạt động gần hơn với giới hạn lý thuyết của vật liệu. Khiếm khuyết có nguồn gốc từ chất nền là một yếu tố hạn chế chính. SIC loại P trong lịch sử đã dễ bị khiếm khuyết hơn so với loại N khi được trồng bởi PVT truyền thống. Do đó, các chất nền SIC loại P-loại thấp, có chất lượng cao, được kích hoạt bằng các phương pháp như LPM, là những người hỗ trợ quan trọng cho thế hệ tiếp theo của các thiết bị năng lượng SIC tiên tiến, đặc biệt là MOSFET và điốt.