Ireto avy ireo olana ara-teknika amin'ny famokarana "wafers" silikônina karbida avo lenta sy maharitra ary manana fahombiazana marin-toerana:
1) Koa satria mila mitombo ao anaty tontolo voaisy tombo-kase amin'ny mari-pana avo mihoatra ny 2000°C ny kristaly, dia avo dia avo ny fepetra takiana amin'ny fanaraha-maso ny mari-pana;
2) Koa satria manana rafitra kristaly mihoatra ny 200 ny karbida silikônina, saingy vitsy ihany ny rafitra karbida silikônina kristaly tokana no fitaovana semiconductor ilaina, dia mila fehezina tsara ny tahan'ny silikônina amin'ny karbônina, ny fiovaovan'ny mari-pana fitomboana, ary ny fitomboan'ny kristaly mandritra ny fizotran'ny fitomboan'ny kristaly. Ireo masontsivana toy ny hafainganam-pandeha sy ny tsindrin'ny fikorianan'ny rivotra;
3) Eo ambanin'ny fomba fandefasana etona, dia tena sarotra ny teknolojia fanitarana ny savaivony amin'ny fitomboan'ny kristaly silikônina karbida;
4) Mitovitovy amin'ny hamafin'ny diamondra ny hamafin'ny silikônina karbida, ary sarotra ny teknika fanapahana, fikosoham-bary ary fanadiovana.
Wafer epitaxial SiC: mazàna amboarina amin'ny fomba fametrahana etona simika (CVD). Araka ny karazana doping samihafa, dia mizara ho wafer epitaxial karazana-n sy karazana-p izy ireo. Ny Hantian Tiancheng sy Dongguan Tianyu ao an-toerana dia efa afaka manome wafer epitaxial SiC 4-inch/6-inch. Ho an'ny epitaxy SiC, sarotra ny mifehy azy amin'ny sehatry ny voltazy avo lenta, ary ny kalitaon'ny epitaxy SiC dia misy fiantraikany lehibe kokoa amin'ny fitaovana SiC. Ankoatra izany, ny fitaovana epitaxial dia ampihimambain'ireo orinasa efatra lehibe indrindra amin'ny indostria: Axitron, LPE, TEL ary Nuflare.
Epitaxial karbida silikôninaNy "wafer" dia manondro "wafer" karbida silikônina izay ambolena sarimihetsika kristaly tokana (sosona epitaxial) miaraka amin'ny fepetra sasany ary mitovy amin'ny kristaly substrate eo amin'ny substrate karbida silikônina tany am-boalohany. Ny fitomboana epitaxial dia mampiasa indrindra ny fitaovana CVD (Chemical Vapor Deposition, ) na fitaovana MBE (Molecular Beam Epitaxy). Koa satria ny fitaovana karbida silikônina dia amboarina mivantana ao amin'ny sosona epitaxial, ny kalitaon'ny sosona epitaxial dia misy fiantraikany mivantana amin'ny fahombiazan'ny fitaovana sy ny vokatra. Rehefa mitombo hatrany ny fahombiazan'ny fitaovana amin'ny fanoherana ny voltazy, dia mihamafy ny hatevin'ny sosona epitaxial mifandraika amin'izany ary lasa sarotra kokoa ny fanaraha-maso. Amin'ny ankapobeny, rehefa manodidina ny 600V ny voltazy, dia eo amin'ny 6 microns eo ho eo ny hatevin'ny sosona epitaxial ilaina; rehefa eo anelanelan'ny 1200-1700V ny voltazy, dia mahatratra 10-15 microns ny hatevin'ny sosona epitaxial ilaina. Raha mihoatra ny 10,000 volts ny voltazy, dia mety ilaina ny hatevin'ny sosona epitaxial mihoatra ny 100 microns. Rehefa mitombo hatrany ny hatevin'ny sosona epitaxial dia mihasarotra hatrany ny mifehy ny hateviny sy ny fitovian'ny resistivity ary ny hakitroky ny lesoka.
Fitaovana SiC: Eo amin'ny sehatra iraisam-pirenena, ny SiC SBD sy MOSFET 600~1700V dia efa novokarina tamin'ny indostria. Ireo vokatra malaza dia miasa amin'ny voltazy ambanin'ny 1200V ary mampiasa fonosana TO indrindra indrindra. Raha ny momba ny vidiny, ny vokatra SiC eny an-tsena iraisam-pirenena dia mitentina in-5-6 heny noho ny Si mitovy aminy. Na izany aza, mihena isan-taona amin'ny tahan'ny 10% ny vidiny, miaraka amin'ny fitomboan'ny fitaovana sy ny famokarana fitaovana ao anatin'ny 2-3 taona manaraka, dia hitombo ny famatsiana eny an-tsena, ka hitarika amin'ny fihenan'ny vidiny bebe kokoa. Antenaina fa rehefa mahatratra in-2-3 heny noho ny an'ny vokatra Si ny vidiny, ny tombony entin'ny fihenan'ny vidin'ny rafitra sy ny fanatsarana ny fahombiazana dia handrisika tsikelikely ny SiC hibodo ny tsena ho an'ny fitaovana Si.
Ny fonosana nentim-paharazana dia mifototra amin'ny substrates mifototra amin'ny silikônina, raha toa kosa ny fitaovana semiconductor taranaka fahatelo dia mitaky endrika vaovao tanteraka. Ny fampiasana rafitra fonosana nentim-paharazana mifototra amin'ny silikônina ho an'ny fitaovana herinaratra misy elanelana malalaka dia mety hampiditra olana sy fanamby vaovao mifandraika amin'ny matetika, ny fitantanana ny hafanana ary ny fahatokisana. Ny fitaovana herinaratra SiC dia mora tohina kokoa amin'ny capacitance parasitika sy ny inductance. Raha ampitahaina amin'ny fitaovana Si, ny puce herinaratra SiC dia manana hafainganam-pandeha haingana kokoa, izay mety hiteraka overshoot, oscillation, fitomboan'ny fatiantoka switching, ary na dia ny tsy fahombiazan'ny fitaovana aza. Fanampin'izany, ny fitaovana herinaratra SiC dia miasa amin'ny mari-pana ambony kokoa, izay mitaky teknika fitantanana ny hafanana mandroso kokoa.
Maro ireo rafitra samihafa novolavolaina teo amin'ny sehatry ny fonosana herinaratra semiconductor misy elanelana mivelatra. Tsy mety intsony ny fonosana môdio herinaratra nentim-paharazana mifototra amin'ny Si. Mba hamahana ny olan'ny paramètre parasitika avo lenta sy ny fahombiazan'ny fanariana hafanana ambany amin'ny fonosana môdio herinaratra nentim-paharazana mifototra amin'ny Si, ny fonosana môdio herinaratra SiC dia mampiasa fifandraisana tsy misy tariby sy teknolojia fampangatsiahana roa sosona ao amin'ny rafitrany, ary mampiasa ihany koa ny fitaovana substrate misy conductivity mafana tsara kokoa, ary niezaka nampiditra capacitor decoupling, sensor mari-pana/courant, ary circuit drive ao amin'ny rafitry ny môdio, ary namorona teknolojia fonosana môdio isan-karazany. Ankoatra izany, misy sakana ara-teknika avo lenta amin'ny famokarana fitaovana SiC ary avo ny vidin'ny famokarana.
Ny fitaovana karbida silikônina dia vokarina amin'ny alàlan'ny fametrahana sosona epitaxial amin'ny substrate karbida silikônina amin'ny alàlan'ny CVD. Ny dingana dia misy fanadiovana, oksidasiona, photolithography, etching, fanesorana ny photoresist, fametrahana ion, fametrahana etona simika ny silikônina nitrida, fanosorana, sputtering, ary dingana fanodinana manaraka mba hamoronana ny rafitry ny fitaovana eo amin'ny substrate kristaly tokana SiC. Ny karazana fitaovana herinaratra SiC lehibe dia ahitana diode SiC, transistors SiC, ary modules herinaratra SiC. Noho ny anton-javatra toy ny hafainganam-pandehan'ny famokarana akora ambony miadana sy ny tahan'ny vokatra ambany, ny fitaovana karbida silikônina dia manana vidin'ny famokarana avo lenta.
Ankoatra izany, ny fanamboarana fitaovana silikônina karbida dia manana olana ara-teknika sasany:
1) Ilaina ny mamolavola dingana manokana mifanaraka amin'ny toetran'ny akora silikônina karbida. Ohatra: Ny SiC dia manana teboka fandrendrehana avo lenta, izay mahatonga ny fiparitahan'ny hafanana nentim-paharazana tsy hahomby. Ilaina ny mampiasa fomba fampidirana ion ary mifehy tsara ireo masontsivana toy ny mari-pana, ny tahan'ny fanafanana, ny faharetany ary ny fikorianan'ny entona; Ny SiC dia tsy mora voan'ny solvents simika. Tokony hampiasaina ny fomba toy ny etching maina, ary tokony hohatsaraina sy hampandrosoina ireo fitaovana saron-tava, ny fangaroan'ny entona, ny fanaraha-maso ny fihodin'ny rindrina, ny tahan'ny etching, ny haratsian'ny rindrina, sns.;
2) Ny fanamboarana elektroda metaly amin'ny takelaka karbida silikônina dia mitaky fanoherana fifandraisana ambanin'ny 10-5Ω2. Ny akora elektroda izay mahafeno ny fepetra takiana, Ni sy Al, dia manana fahamarinan-toerana mafana ambany noho ny 100°C, fa ny Al/Ni kosa dia manana fahamarinan-toerana mafana tsara kokoa. Ny fanoherana fifandraisana manokana an'ny akora elektroda mitambatra /W/Au dia 10-3Ω2 ambony kokoa;
3) Ny SiC dia manana fikikisana avo lenta, ary ny hamafin'ny SiC dia faharoa amin'ny diamondra, izay mametraka fepetra ambony kokoa amin'ny fanapahana, fikosoham-bary, fanosotra ary teknolojia hafa.
Ankoatra izany, sarotra kokoa ny manamboatra fitaovana elektrika "trench silicon carbide". Araka ny firafitry ny fitaovana samihafa, ny fitaovana elektrika "silicon carbide" dia azo zaraina ho fitaovana "planar" sy fitaovana "trench". Ny fitaovana elektrika "planar silicon carbide" dia manana fitoviana tsara amin'ny singa ary dingana famokarana tsotra, saingy mora voan'ny vokatry ny JFET ary manana capacitance parasitika avo lenta sy fanoherana on-state. Raha ampitahaina amin'ny fitaovana "planar", ny fitaovana elektrika "trench silicon carbide" dia manana fitoviana ambany amin'ny singa ary manana dingana famokarana sarotra kokoa. Na izany aza, ny firafitry ny "trench" dia manampy amin'ny fampitomboana ny hakitroky ny singa fitaovana ary tsy dia mety hiteraka ny vokatry ny JFET, izay mahasoa amin'ny famahana ny olan'ny fivezivezen'ny fantsona. Manana toetra tsara izy io toy ny fanoherana kely, capacitance parasitika kely, ary fanjifana angovo ambany. Manana tombony amin'ny vidiny sy ny fahombiazana lehibe izy io ary lasa làlana lehibe amin'ny fampandrosoana ny fitaovana elektrika "silicon carbide". Araka ny tranonkala ofisialin'ny Rohm, ny firafitry ny ROHM Gen3 (firafitry ny "Gen1 Trench") dia 75% monja amin'ny velaran'ny puce Gen2 (Plannar2), ary ny fanoherana on-state an'ny firafitry ny ROHM Gen3 dia mihena 50% eo ambanin'ny haben'ny puce mitovy.
Ny fandaniana amin'ny substrate silicon carbide, epitaxy, front-end, R&D sy ny hafa dia mitentina 47%, 23%, 19%, 6% ary 5% amin'ny vidin'ny fanamboarana fitaovana silicon carbide.
Farany, hifantoka amin'ny fandravana ireo sakana ara-teknika ateraky ny substrates ao amin'ny rojo indostrian'ny silicon carbide isika.
Mitovy amin'ny an'ny substrates vita amin'ny silicon ny fomba famokarana substrates vita amin'ny silicon carbide, saingy sarotra kokoa.
Ny dingana famokarana substrate silicon carbide amin'ny ankapobeny dia ahitana ny fananganana akora manta, ny fitomboan'ny kristaly, ny fanodinana ingot, ny fanapahana ingot, ny fikosoham-bary, ny fanosotra, ny fanadiovana ary ny fifandraisana hafa.
Ny dingana fitomboan'ny kristaly no fototry ny dingana manontolo, ary ity dingana ity no mamaritra ny toetra elektrika ao amin'ny substrate silicon carbide.
Sarotra ny mampitombo ny akora karbida silikônina ao anaty ranoka amin'ny toe-javatra mahazatra. Ny fomba fitomboan'ny etona malaza eny an-tsena ankehitriny dia manana mari-pana fitomboana mihoatra ny 2300°C ary mitaky fanaraha-maso mazava tsara ny mari-pana fitomboana. Saika sarotra ny mahita ny dingana manontolo amin'ny asa. Ny fahadisoana kely dia hitarika amin'ny fanariana ny vokatra. Raha ampitahaina, ny akora silikônina dia mila 1600℃ fotsiny, izay ambany lavitra. Ny fanomanana ny substrate karbida silikônina dia miatrika fahasarotana toy ny fitomboan'ny kristaly miadana sy ny fepetra takiana amin'ny endrika kristaly avo lenta. Maharitra 7 ka hatramin'ny 10 andro eo ho eo ny fitomboan'ny takelaka karbida silikônina, raha toa kosa ka maharitra 2 andro sy tapany monja ny fisintonana ny tsorakazo silikônina. Ankoatra izany, ny karbida silikônina dia akora izay faharoa amin'ny diamondra ny hamafiny. Hihena be izy io mandritra ny fanapahana, ny fikosoham-bary ary ny fanadiovana, ary 60% monja ny tahan'ny vokatra.
Fantatsika fa ny fironana dia ny fampitomboana ny haben'ny substrates silicon carbide, ary rehefa mitombo hatrany ny habeny dia miha-miakatra hatrany ny fepetra takiana amin'ny teknolojia fanitarana ny savaivony. Mitaky fitambaran'ny singa fanaraha-maso ara-teknika isan-karazany izany mba hahatratrarana ny fitomboan'ny kristaly miverimberina.
Fotoana fandefasana: 22 Mey 2024