ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ 12 ιντσών αγωγικό υπόστρωμα 4H-SiC

Σύνοψη

ΗΥποστρώμα 4H-SiC (καρβίδιο του πυριτίου) 12 ιντσών, αγωγόςείναι ένα ημιαγωγό με μεγάλη διάμετρο με ευρύ εύρος ζώνης που αναπτύχθηκε για την επόμενη γενιάυψηλής τάσης, υψηλής ισχύος, υψηλής συχνότητας και υψηλής θερμοκρασίαςΗ τεχνολογία αυτή έχει ως στόχο να ενισχύσει την τεχνολογία της ηλεκτρονικής ενέργειας, με την οποία αξιοποιούνται τα εγγενή πλεονεκτήματα του SiC·υψηλό κρίσιμο ηλεκτρικό πεδίο,υψηλή ταχύτητα κίνησης κορεσμένων ηλεκτρονίων,υψηλή θερμική αγωγιμότητα, καιεξαιρετική χημική σταθερότηταΤο υποστρώμα αυτό τοποθετείται ως βασικό υλικό για προηγμένες πλατφόρμες συσκευών ισχύος και αναδυόμενες εφαρμογές πλακιδίων μεγάλης έκτασης.

Για την αντιμετώπιση των αναγκών σε ολόκληρο τον κλάδο γιαμείωση του κόστους και βελτίωση της παραγωγικότητας, η μετάβαση από το κύριο ρεύμα6 ̊8 ίντσες SiCνα12 ιντσών SiCΤο 12 ιντσών πλακέτο παρέχει μια σημαντικά μεγαλύτερη χρήσιμη περιοχή από τα μικρότερα σχήματα, επιτρέποντας υψηλότερη απόδοση πετρώματος ανά πλακέτο, βελτιωμένη αξιοποίηση πλακέτων,και μειωμένο ποσοστό απώλειας πλεονεκτημάτων, υποστηρίζοντας έτσι τη συνολική βελτιστοποίηση του κόστους παραγωγής σε όλη την αλυσίδα εφοδιασμού.

Οδός ανάπτυξης κρυστάλλων και κατασκευής κυψελών

Αυτό το 12 ιντσών αγωγό υποστρώμα 4H-SiC παράγεται μέσω μιας πλήρους αλυσίδας διαδικασίας που καλύπτειδιεύρυνση σπόρων, ανάπτυξη μονοκρυστάλλων, υαλοποίηση, αραίωση και γυάλισμα, σύμφωνα με τις συνήθεις πρακτικές κατασκευής ημιαγωγών:

• Διεύρυνση σπόρων με φυσική μεταφορά ατμών (PVT):
  Ένα 12 ίντσεςΚρυστάλλοι σπόρων 4H-SiCλαμβάνεται με διεύρυνση διάμετρου με τη μέθοδο PVT, επιτρέποντας τη μετέπειτα ανάπτυξη 12 ιντσών αγωγών σφαιρών 4H-SiC.

• Ανάπτυξη μονοκρυστάλλου 4H-SiC:
  Διοχετικόn+ 4H-SiCΗ αύξηση των μονοκρυστάλλων επιτυγχάνεται με την εισαγωγή αζώτου στο περιβάλλον ανάπτυξης για την παραγωγή ελεγχόμενης δότριας ντόπινγκ.

• Κατασκευή πλακιδίων (συντηρητική επεξεργασία ημιαγωγών):
  Μετά τη διαμόρφωση των σφαιρών, οι πλάκες παράγονται μέσωΛήψη με λέιζερ, ακολουθούμενη απόδιαύλιση, γυαλισμός (συμπεριλαμβανομένης της τελικής επεξεργασίας σε επίπεδο CMP) και καθαρισμός.
  Το αποτέλεσμα είναι πάχος υποστρώματος:560 μm.

Αυτή η ολοκληρωμένη προσέγγιση έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει σταθερή ανάπτυξη σε υπερμεγάλη διάμετρο, διατηρώντας παράλληλα κρυσταλλογραφική ακεραιότητα και σταθερές ηλεκτρικές ιδιότητες.

Μετρολογία και μέθοδοι χαρακτηρισμού

Για να εξασφαλιστεί μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση της ποιότητας, το υπόστρωμα χαρακτηρίζεται με τη χρήση συνδυασμού δομικών, οπτικών, ηλεκτρικών και εργαλείων επιθεώρησης ελαττωμάτων:

• Φασματοσκόπηση Ραμάν (χαρτογράφηση περιοχής):επαλήθευση της ομοιομορφίας πολυτύπου σε όλη τη πλάκα

• Πλήρως αυτοματοποιημένη οπτική μικροσκόπηση:ανίχνευση και στατιστική αξιολόγηση μικροσωλήνων

• Μετρολογία αντίστασης χωρίς επαφή (χαρτογράφηση κυψελών):κατανομή της αντίστασης σε πολλαπλά σημεία μέτρησης

• Διαθλίωση ακτίνων Χ υψηλής ανάλυσης (HRXRD):εκτίμηση της κρυσταλλικής ποιότητας μέσω μετρήσεων καμπύλης κλίσης

• Επιθεώρηση εκτόξευσης (μετά από επιλεκτική χαρακτική):αξιολόγηση της πυκνότητας και της μορφολογίας της εκτόξευσης (με έμφαση στις εκτοξεύσεις βίδες)

Βασικά αποτελέσματα απόδοσης (προσωπευτικά))

Τα αποτελέσματα των χαρακτηριστικών δείχνουν ότι το 12 ιντσών αγωγό υπόστρωμα 4H-SiC παρουσιάζει ισχυρή ποιότητα υλικού σε όλες τις κρίσιμες παραμέτρους:

(1) Αγνότητα και ομοιομορφία πολυτύπου

• Χαρτογράφηση περιοχής Ραμάν100% κάλυψη πολυτύπου 4H-SiCσε όλο το υπόστρωμα.

• Δεν ανιχνεύεται ένταξη άλλων πολυτύπων (π.χ. 6H ή 15R), γεγονός που δείχνει εξαιρετικό έλεγχο πολυτύπου σε κλίμακα 12 ιντσών.

(2) πυκνότητα μικροσωλήνων (MPD)

• Η χαρτογράφηση με μικροσκόπηση σε κλίμακα κυψελών δείχνει έναπυκνότητα μικροσωλήνων < 0,01 cm−2, που αντικατοπτρίζει την αποτελεσματική εξάλειψη αυτής της κατηγορίας ελαττωμάτων που περιορίζουν το προϊόν.

(3) Ηλεκτρική αντίσταση και ομοιότητα

• Η χαρτογράφηση της αντίστασης χωρίς επαφή (361 σημεία μέτρησης) δείχνει:

  • Πεδίο αντίστασης:20.5·23.6 mΩ·cm

  • Μέση αντίσταση:220,8 mΩ·cm

  • Μη ομοιομορφία:< 2%
    Τα αποτελέσματα αυτά υποδεικνύουν καλή συνέπεια ενσωμάτωσης του ντόπαντος και ευνοϊκή ηλεκτρική ομοιομορφία σε κλίμακα πλάκας.

(4) Κρυσταλλική ποιότητα (HRXRD)

• Μετρήσεις καμπύλης κλίσης HRXRD στο(004) αντανάκλαση, λαμβάνονται σε5 βαθμοίκατά μήκος της κατεύθυνσης διάμετρου της πλακέτας, δείξτε:

  • Μία, σχεδόν συμμετρική κορυφή χωρίς συμπεριφορά πολλαπλών κορυφών, γεγονός που υποδηλώνει την απουσία των χαρακτηριστικών ορίων των σιτηρών χαμηλής γωνίας.

  • Μέση FWHM:200,8 δευτερόλεπτα τόξου (′′), που δείχνει υψηλή κρυσταλλική ποιότητα.

(5) Πυροβολητική πυκνότητα (TSD)

• Μετά την επιλεκτική χαρακτική και την αυτοματοποιημένη σάρωση, ηπυκνότητα εκτόξευσης βίδεςμετριέται στο2 cm−2Δείχνει χαμηλή ΔΣΣ σε κλίμακα 12 ιντσών.

Συμπέρασμα από τα ανωτέρω αποτελέσματα:
Το υπόστρωμα δείχνειεξαιρετική καθαρότητα πολυτύπου 4H, εξαιρετικά χαμηλή πυκνότητα μικροσωλήνων, σταθερή και ομοιόμορφη χαμηλή αντίσταση, ισχυρή κρυσταλλική ποιότητα και χαμηλή πυκνότητα εκτόξευσης βίδες, υποστηρίζοντας την καταλληλότητά του για την κατασκευή προηγμένων συσκευών.

12 ιντσών αγωγός υποστρώματος 4H-SiC

Τυπικές προδιαγραφές

Αξία και πλεονεκτήματα του προϊόντος

1. Επιτρέπει τη μετακίνηση παραγωγής SiC 12 ιντσών
   Παρέχει μια υψηλής ποιότητας πλατφόρμα υποστρώματος ευθυγραμμισμένη με τον χάρτη πορείας της βιομηχανίας προς την κατασκευή Wafer SiC 12 ιντσών.

2. Χαμηλή πυκνότητα ελαττωμάτων για βελτιωμένη απόδοση και αξιοπιστία της συσκευής
   Η εξαιρετικά χαμηλή πυκνότητα μικροσωλήνων και η χαμηλή πυκνότητα εκτόξευσης βίδες συμβάλλουν στη μείωση των μηχανισμών καταστροφικής και παραμετρικής απώλειας απόδοσης.

3. Εξαιρετική ηλεκτρική ομοιομορφία για τη σταθερότητα της διαδικασίας
   Η στενή κατανομή της αντίστασης υποστηρίζει τη βελτιωμένη συνέπεια συσκευής από κύλινδρο σε κύλινδρο και εντός κύλινδρου.

4. Υψηλής κρυσταλλικής ποιότητας υποστήριξη επιταξίας και επεξεργασίας συσκευών
   Τα αποτελέσματα της HRXRD και η απουσία υπογραφών ορίων σιτηρών χαμηλής γωνίας δείχνουν ευνοϊκή ποιότητα υλικού για την επιταξιακή ανάπτυξη και την κατασκευή συσκευής.

Στόχοι εφαρμογών

Το 12 ιντσών αγωγό υπόστρωμα 4H-SiC εφαρμόζεται σε:

• Συσκευές ισχύος SiC:MOSFET, διόδους φραγμού Schottky (SBD) και συναφείς δομές

• Ηλεκτρικά οχήματα:Μετατροπείς κύριας έλξης, φορτιστές εσωτερικής συσκευής (OBC) και μετατροπείς συνεχούς ρεύματος προς συνεχές ρεύμα

• Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και δίκτυα:Φωτοηλεκτρικοί μετατροπείς, συστήματα αποθήκευσης ενέργειας και ενότητες έξυπνου δικτύου

• Βιομηχανική ηλεκτρονική ισχύος:Ηλεκτρονικές συσκευές για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

• Αναδυόμενες ανάγκες σε πλακίδια μεγάλης έκτασης:προηγμένες συσκευασίες και άλλα σενάρια κατασκευής ημιαγωγών συμβατών με 12 ίντσες