Mkpụrụ ndụ ihe nketa Silicon Carbide: Ụkpụrụ Usoro, Njikwa Ọkpụrụkpụ, na Ihe Ịma Aka Mmerụ Ahụ

Epitaxy silicon carbide (SiC) dị n'isi mgbanwe eletrọniki ike nke oge a. Site na ụgbọ ala eletrik ruo na sistemụ ike mmeghari ohuru na draịva ụlọ ọrụ mmepụta ihe dị elu, arụmọrụ na ntụkwasị obi nke ngwaọrụ SiC adabereghị na imewe sekit karịa na ihe na-eme n'oge obere micrometers nke uto kristal na elu wafer. N'adịghị ka silicon, ebe epitaxy bụ usoro tozuru okè na mgbaghara, SiC epitaxy bụ mmega ahụ ziri ezi na nke na-adịghị agbaghara na njikwa atọm.

Isiokwu a na-enyocha otu esi eme yaSiC epitaxyọrụ, ihe kpatara njikwa ọkpụrụkpụ ji dị oke mkpa, na ihe kpatara ntụpọ ji bụrụ otu n'ime ihe ịma aka kachasị sie ike na usoro ọkọnọ SiC niile.

1. Gịnị bụ SiC Epitaxy na Gịnị mere o ji dị mkpa?

Epitaxy na-ezo aka na uto nke oyi akwa kristal nke nhazi atọm ya na-esochi nke substrate dị n'okpuru. Na ngwaọrụ ike SiC, oyi akwa epitaxial a na-emepụta mpaghara na-arụ ọrụ ebe a na-akọwapụta mgbochi voltaji, ngagharị ugbu a, na omume mgbanwe.

N'adịghị ka ngwaọrụ silicon, nke na-adaberekarị na nnukwu doping, ngwaọrụ SiC na-adabere nke ukwuu na akwa epitaxial nwere ọkpụrụkpụ e ji nlezianya hazie na profaịlụ doping. Ọdịiche nke naanị otu micrometer na ọkpụrụkpụ epitaxial nwere ike ịgbanwe voltaji mmebi nke ukwuu, iguzogide na-adịgide adịgide, na ntụkwasị obi ogologo oge.

Na nkenke, SiC epitaxy abụghị usoro nkwado - ọ na-akọwapụta ngwaọrụ ahụ.

2. Isi ihe dị mkpa nke uto SiC Epitaxial

A na-eji ihe ndị na-etinye anwụrụ kemịkalụ (CVD) n'ọtụtụ ebe a na-ere ahịa eme ihe n'ọtụtụ ebe a na-akpọ SiC epitaxy na okpomọkụ dị oke elu, nke na-adịkarị n'etiti 1,500 °C na 1,650 °C. A na-etinye gas Silane na hydrocarbon n'ime reactor, ebe atom silicon na carbon na-agbaze ma na-agbakọta ọzọ n'elu wafer.

Ọtụtụ ihe na-eme ka SiC epitaxy dịkwuo mgbagwoju anya karịa silicon epitaxy:

• Njikọ siri ike dị n'etiti silicon na carbon

• Okpomọkụ dị elu nke na-eto nke ọma na oke nkwụsi ike ihe onwunwe

• Mmetụta na nzọụkwụ elu na mmejọ nke substrate

• Ịdị adị nke ọtụtụ ụdị SiC

Ọbụna obere mgbanwe dị na mmiri gas, otu okpomọkụ, ma ọ bụ nkwadebe elu nwere ike ibute ntụpọ ndị na-agbasa site na oyi akwa epitaxial.

3. Njikwa Ọkpụrụkpụ: Ihe Mere Micromita Ji Dị Mkpa

Na ngwaọrụ ike SiC, ọkpụrụkpụ epitaxial na-ekpebi kpọmkwem ikike voltaji. Dịka ọmụmaatụ, ngwaọrụ 1,200 V nwere ike ịchọ oyi akwa epitaxial naanị obere micrometers dị arọ, ebe ngwaọrụ 10 kV nwere ike ịchọ ọtụtụ micrometers.

Inweta ọkpụrụkpụ otu nha n'ofe wafer 150 mm ma ọ bụ 200 mm dum bụ nnukwu ihe ịma aka injinia. Mgbanwe dị obere dịka ±3% nwere ike ibute:

• Nkesa ọkụ eletrik na-adịghị nhata

• Mbelata oke voltaji mmebi

• Enweghị nkwekọ arụmọrụ ngwaọrụ-na-ngwaọrụ

Njikwa ọkpụrụkpụ na-esikwu ike site na mkpa ọ dị maka ntinye doping ziri ezi. Na SiC epitaxy, ọkpụrụkpụ na doping na-ejikọ nke ọma - ịhazi otu na-emetụtakarị nke ọzọ. Njikọta a na-amanye ndị nrụpụta ịhazi ọnụego uto, otu nha, na ịdị mma nke ihe n'otu oge.

4. Nrụhie: Ihe Ịma Aka Na-adịgide Adịgide

N'agbanyeghị ọganihu ngwa ngwa nke ụlọ ọrụ mmepụta ihe, ntụpọ ka bụ isi ihe mgbochi na SiC epitaxy. Ụfọdụ n'ime ụdị ntụpọ kachasị njọ gụnyere:

• Mgbawa nke elu basalnke nwere ike ịgbasa n'oge ọrụ ngwaọrụ ma mee ka bipolar mebie

• Mmejọ n'ịchịkọta ihe, nke a na-emekarị n'oge uto epitaxial

• Micropipu, nke ukwuu n'ihe ndị dị n'oge a mana ọ ka na-emetụta mmepụta

• Nsogbu karọt na ntụpọ triangle, jikọtara ya na enweghị ike itolite n'ógbè ahụ

Ihe na-eme ka ntụpọ epitaxial bụrụ nsogbu karịsịa bụ na ọtụtụ na-esi na substrate ahụ apụta mana ha na-agbanwe n'oge uto. Wafer a na-anabata nke ọma nwere ike inwe ntụpọ eletriki naanị mgbe epitaxy gasịrị, nke na-eme ka ọ sie ike ịchọpụta ya n'oge.

5. Ọrụ nke Ogo Ihe Ndị Dị n'ime Ala

Epitaxy enweghị ike ịkwụ ụgwọ maka ihe ndị na-adịghị mma. Ọdịdị siri ike nke elu, akụkụ na-ezighi ezi, na njupụta nke basal plane dislocation niile na-emetụta nsonaazụ epitaxial nke ukwuu.

Ka dayameta wafer na-abawanye site na 150 mm ruo 200 mm na karịa, ịnọgide na-enwe ịdị mma nke substrate na-esi ike. Ọbụna obere mgbanwe dị iche iche n'ofe wafer ahụ nwere ike ime ka nnukwu ọdịiche dị na omume epitaxial dịkwuo elu, na-eme ka mgbagwoju anya usoro dịkwuo elu ma na-ebelata mmepụta zuru oke.

Njikọ siri ike a dị n'etiti substrate na epitaxy bụ otu ihe mere usoro ọkọnọ SiC ji ejikọta nke ọma karịa nke silicon ibe ya.

6. Ihe ịma aka gbasara nhazi na nha Wafer buru ibu

Mgbanwe gaa na wafer SiC buru ibu na-eme ka nsogbu epitaxial ọ bụla dịkwuo elu. Ọ na-esi ike ijikwa ọnọdụ okpomọkụ, otu esi agbafe gas na-adịkwu mfe, ụzọ mgbasa nke ntụpọ na-agbatịkwa.

N'otu oge ahụ, ndị na-emepụta ngwaọrụ ike chọrọ nkọwapụta siri ike karị: ọkwa voltaji dị elu, njupụta ntụpọ dị ala, na ịdị n'otu wafer-to-wafer ka mma. Ya mere, sistemụ Epitaxy ga-enweta njikwa ka mma ebe ha na-arụ ọrụ na nha nha nke a na-atụghị anya ya na mbụ maka SiC.

Nsogbu a na-akọwapụta ọtụtụ ihe ọhụrụ nke taa na nhazi na nhazi usoro ihe nrụpụta epitaxial.

7. Ihe mere SiC Epitaxy ji akọwa akụnụba ngwaọrụ

N'imepụta silicon, epitaxy na-abụkarị ihe a na-eji akpata ego. N'imepụta SiC, ọ bụ ihe na-akpata uru.

Mkpụrụ Epitaxial na-ekpebi kpọmkwem ọnụọgụ wafers ole nwere ike ịbanye na mmepụta ngwaọrụ, yana ole ngwaọrụ emechara ruru nkọwapụta. Obere mbelata na njupụta ntụpọ ma ọ bụ mgbanwe ọkpụrụkpụ nwere ike ime ka ọ bụrụ mbelata ọnụ ahịa dị ukwuu na ọkwa sistemụ.

Ọ bụ ya mere ọganihu na SiC epitaxy na-enwekarị mmetụta dị ukwuu na nnabata ahịa karịa mmụba na nhazi ngwaọrụ n'onwe ya.

8. Ile anya n'ihu

SiC epitaxy na-aga n'ihu site na nka gaa na sayensị, mana ọ erubeghị ntozu okè nke silicon. Ọganihu na-aga n'ihu ga-adabere na nlekota ka mma n'ime ebe ahụ, njikwa substrate siri ike, na nghọta miri emi nke usoro nhazi ntụpọ.

Ka ngwa eletrọniki ike na-aga n'ihu na voltaji dị elu, okpomọkụ dị elu, na ụkpụrụ ntụkwasị obi dị elu, epitaxy ga-anọgide na-abụ usoro dị jụụ mana nke dị mkpa na-akpụzi ọdịnihu nke teknụzụ SiC.

N'ikpeazụ, a gaghị ekpebi arụmọrụ nke sistemụ ike ọgbọ na-abịa site na eserese sekit ma ọ bụ ihe ọhụrụ e ji echekwa ihe, kama site n'otú e si etinye atọm kpọmkwem—otu oyi akwa epitaxial n'otu oge.