O faigata fa'atekinolosi i le gaosiga mautu o ni wafer silicon carbide maualuga lelei ma le fa'atinoga mautu e aofia ai:
1) Talu ai e manaʻomia e tioata ona ola i se siosiomaga faʻamaufaʻailogaina i le vevela maualuga i luga atu o le 2000°C, o manaʻoga mo le puleaina o le vevela e matua maualuga lava;
2) Talu ai ona e silia ma le 200 fausaga tioata o le silicon carbide, ae na o ni nai fausaga o le silicon carbide tioata e tasi o mea e manaʻomia mo le semiconductor, o le fua faatatau o le silicon-i-carbon, le gradient o le vevela o le tuputupu aʻe, ma le tuputupu aʻe o le tioata e manaʻomia ona pulea lelei i le taimi o le faagasologa o le tuputupu aʻe o le tioata. O parakalafa e pei o le saoasaoa ma le mamafa o le tafe o le ea;
3) I lalo o le metotia o le fesiitaiga o le ausa, o le tekinolosi faʻalauteleina o le lautele o le tuputupu aʻe o le tioata silicon carbide e matua faigata lava;
4) O le ma'a'a o le silicon carbide e tai tutusa ma le ma'a'a o le taimane, ma e faigata ona tipiina, oloina, ma fa'apulusina auala.
O le SiC epitaxial wafers: e masani ona gaosia e ala i le metotia o le chemical vapor deposition (CVD). E tusa ai ma ituaiga eseese o le doping, e vaevaeina i ni n-type ma ni p-type epitaxial wafers. Ua mafai nei e Hantian Tiancheng ma Dongguan Tianyu i totonu o le atunu'u ona tu'uina atu ni SiC epitaxial wafers e 4-inisi/6-inisi. Mo le SiC epitaxy, e faigata ona pulea i le fanua maualuga-voltage, ma o le lelei o le SiC epitaxy e iai sona aafiaga tele i masini SiC. E le gata i lea, o masini epitaxial e pulea e kamupani ta'imua e fa i le alamanuia: Axitron, LPE, TEL ma Nuflare.
Epitaxial o le silicon carbideO le wafer e faasino i se wafer silicon carbide lea e totoina ai se ata tioata e tasi (epitaxial layer) faatasi ai ma ni manaoga patino ma tutusa ma le substrate crystal i luga o le silicon carbide substrate muamua. O le tuputupu aʻe o le epitaxial e faʻaaogaina ai masini CVD (Chemical Vapor Deposition, ) poʻo masini MBE (Molecular Beam Epitaxy). Talu ai o masini silicon carbide e gaosia saʻo i le epitaxial layer, o le lelei o le epitaxial layer e aʻafia saʻo ai le faʻatinoga ma le fua o le masini. A o faʻaauau pea ona faʻateleina le faʻatinoga o le masini e teteʻe atu i le voltage, e mafiafia le mafiafia o le epitaxial layer talafeagai ma faigata ai ona pulea. I se tulaga lautele, pe a tusa ma le 600V le voltage, o le mafiafia o le epitaxial layer e manaʻomia e tusa ma le 6 microns; pe a i le va o le 1200-1700V le voltage, e oʻo atu le mafiafia o le epitaxial layer e manaʻomia i le 10-15 microns. Afai e sili atu le voltage i le 10,000 volts, e ono manaʻomia se mafiafia o le epitaxial layer e sili atu i le 100 microns. A o faʻaauau pea ona faʻateleina le mafiafia o le vaega epitaxial, ua faigata ai ona pulea le mafiafia ma le tutusa o le teteʻe ma le mafiafia o mea sese.
Masini SiC: I le lalolagi atoa, ua fa'atupuina le 600~1700V SiC SBD ma le MOSFET i le alamanuia. O oloa autū e fa'agaoioia i le tulaga o le voltage i lalo ifo o le 1200V ma e masani ona fa'aaogaina le afifiina o le TO. I le tulaga o tau, o oloa SiC i le maketi faavaomalo e tusa ma le 5-6 taimi e maualuga atu nai lo o latou Si. Peita'i, o lo'o fa'aitiitia tau i le fua fa'atatau faaletausaga e 10%. Fa'atasi ai ma le fa'alauteleina o meafaitino ma le gaosiga o masini i le isi 2-3 tausaga, o le a fa'ateleina le sapalai o le maketi, ma o'o atu ai i le fa'aitiitia atili o tau. E fa'amoemoeina a o'o le tau i le 2-3 taimi nai lo oloa Si, o fa'amanuiaga e aumaia e le fa'aitiitia o tau o le faiga ma le fa'aleleia atili o le fa'atinoga o le a fa'asolosolo malie ai ona fa'amalosia le SiC e nofoia le avanoa maketi o masini Si.
O afifiina masani e faʻavae i luga o mea e faʻavae i luga o le silicon, ae o mea semiconductor o le tupulaga lona tolu e manaʻomia ai se mamanu fou atoa. O le faʻaaogaina o fausaga afifiina masani e faʻavae i luga o le silicon mo masini eletise lautele-bandgap e mafai ona faʻaalia ai ni faʻafitauli ma ni luʻitau fou e fesoʻotaʻi ma le televave, pulega o le vevela, ma le faʻatuatuaina. O masini eletise SiC e sili atu ona maaleale i le parasitic capacitance ma le inductance. Pe a faʻatusatusa i masini Si, o chips eletise SiC e vave tele le saoasaoa o le fesuiaʻiga, lea e mafai ona oʻo atu ai i le overshoot, oscillation, faʻateleina o le leiloa o le fesuiaʻiga, ma e oʻo lava i le faʻaletonu o masini. E le gata i lea, o masini eletise SiC e faʻagaoioia i le vevela maualuga, e manaʻomia ai ni metotia faʻapitoa mo le puleaina o le vevela.
Ua tele fausaga eseese ua atiaeina i le matata o le afifiina o le eletise semiconductor lautele-bandgap. O le afifiina masani o le eletise e faʻavae i le Si ua le toe talafeagai. Ina ia foia faafitauli o le maualuga o paramita parasitic ma le le lelei o le faʻasalalauina o le vevela o le afifiina masani o le eletise e faʻavae i le Si, o le afifiina o le eletise SiC e faʻaaogaina ai le fesoʻotaʻiga uaealesi ma le tekinolosi faʻamālūlūina itu e lua i lona fausaga, ma faʻaaogaina foi mea o le substrate e sili atu le lelei o le faʻavevela, ma taumafai e faʻapipiʻi capacitors decoupling, sensors vevela/current, ma matagaluega faʻataʻavale i totonu o le fausaga o le module, ma atiina ae le tele o tekinolosi afifiina o module eseese. E le gata i lea, e tele faʻalavelave faʻapitoa i le gaosiga o masini SiC ma e maualuga tau o le gaosiga.
O masini silicon carbide e gaosia e ala i le fa'aputuina o vaega epitaxial i luga o se substrate silicon carbide e ala i le CVD. O le faiga e aofia ai le fa'amamāina, fa'a'okeseneina, photolithography, etching, aveeseina o le photoresist, fa'apipi'iina o le ion, fa'aputuina o le silicon nitride i le ausa kemikolo, fa'apulusaina, sputtering, ma la'asaga fa'agasologa mulimuli ane e fausia ai le fausaga o le masini i luga o le substrate tioata e tasi a le SiC. O ituaiga autu o masini eletise SiC e aofia ai diodes SiC, transistors SiC, ma modules eletise SiC. Ona o mea e pei o le saoasaoa o le gaosiga o meafaitino i luga ma le maualalo o le fua faatatau o le gaosiga, o masini silicon carbide e maualuga tele tau o gaosiga.
E le gata i lea, o le gaosiga o masini silicon carbide e iai ni faigata faʻapitoa:
1) E tatau ona atiae se faiga faapitoa e ogatasi ma uiga o mea silicon carbide. Mo se faataitaiga: O le SiC e maualuga lona tulaga e liusuavai ai, lea e le aoga ai le faasalalauina o le vevela masani. E tatau ona faaaoga le metotia o le ion implantation doping ma pulea lelei mea e pei o le vevela, le saoasaoa o le faavevela, le umi, ma le tafe o le kesi; O le SiC e le gaoioi i vailaau faakemikolo. E tatau ona faaaoga auala e pei o le etching mago, ma e tatau ona faaleleia ma atiae mea e ufiufi ai le kesi, paluga kesi, pulea o le malifa o le puipui i autafa, le saoasaoa o le etching, le gatete o le puipui i autafa, ma isi mea faapena;
2) O le gaosiga o electrodes uʻamea i luga o wafers silicon carbide e manaʻomia ai le teteʻe o le fesoʻotaʻiga i lalo ifo o le 10-5Ω2. O mea eletise e ausia manaʻoga, Ni ma Al, e le lelei le tumau o le vevela i luga atu o le 100°C, ae o le Al/Ni e sili atu le tumau o le vevela. O le teteʻe faʻapitoa o le fesoʻotaʻiga o le mea eletise tuʻufaʻatasi /W/Au e 10-3Ω2 maualuga atu;
3) E maualuga le gafatia o le SiC e tipi ai, ma o le maaa o le SiC e lona lua i le taimane, lea e faʻalauteleina ai manaʻoga maualuluga mo le tipiina, oloina, faʻapala ma isi tekinolosi.
E le gata i lea, o masini eletise e fa'aaogaina ai le silicon carbide e sili atu ona faigata ona gaosia. E tusa ai ma fausaga eseese o masini, e mafai ona vaevaeina masini eletise silicon carbide i masini planar ma masini trench. O masini eletise planar silicon carbide e lelei le tutusa o iunite ma faigofie le faiga o le gaosiga, ae e faigofie ona a'afia i le aafiaga o le JFET ma e maualuga le capacitance parasitic ma le tete'e i luga o le tulaga. Pe a fa'atusatusa i masini planar, o masini eletise trench silicon carbide e maualalo le tutusa o iunite ma e sili atu ona lavelave le faiga o le gaosiga. Peita'i, o le fausaga trench e fesoasoani i le fa'ateleina o le mafiafia o iunite o masini ma e itiiti le ono maua ai le aafiaga o le JFET, lea e aoga i le foia o le fa'afitauli o le gaioiga o alavai. E iai ona meatotino lelei e pei o le la'ititi o le tete'e i luga, la'ititi le capacitance parasitic, ma le maualalo o le fa'aaogaina o le malosiaga fesuia'i. E tele ona lelei tau ma le fa'atinoga ma ua avea ma itu autu o le atina'eina o masini eletise silicon carbide. E tusa ai ma le upega tafa'ilagi aloaia a Rohm, o le fausaga ROHM Gen3 (Gen1 Trench structure) e na'o le 75% o le vaega o le chip Gen2 (Plannar2), ma o le tete'e i luga o le fausaga ROHM Gen3 ua fa'aitiitia i le 50% i lalo o le tele o le chip.
E 47%, 23%, 19%, 6% ma le 5% o le tau o gaosiga o masini silicon carbide e fa'atatau i le silicone carbide substrate, epitaxy, front-end, tupe fa'aalu mo R&D ma isi.
Ma le mea mulimuli, o le a matou taulaʻi atu i le talepeina o pa puipui faʻapitoa o mea faʻavae i totonu o le filifili o le alamanuia o le silicon carbide.
O le faagasologa o le gaosiga o le silicon carbide substrates e tutusa ma le faiga o le gaosiga o le silicon-based substrates, ae e sili atu ona faigata.
O le faagasologa o gaosiga o le silicon carbide substrate e masani ona aofia ai le gaosiga o meafaitino mata, tuputupu aʻe o tioata, faagasologa o ingot, tipiina o ingot, oloina o le wafer, faʻapala, faʻamamāina ma isi sootaga.
O le laʻasaga o le tuputupu aʻe o le tioata o le fatu lea o le faagasologa atoa, ma o lenei laʻasaga e fuafua ai meatotino eletise o le mea e fai ai le silicon carbide.
E faigata ona totoina mea e fai i le silicone carbide i le vai i tulaga masani. O le auala e tuputupu aʻe ai le ausa e lauiloa i le maketi i aso nei e sili atu le vevela o le tuputupu aʻe i le 2300°C ma e manaʻomia ai le pulea lelei o le vevela o le tuputupu aʻe. E toetoe lava a faigata ona matauina le faagasologa atoa o le faʻagaioiga. O sina mea sese itiiti o le a iʻu ai i le soloia o oloa. I le faʻatusatusaga, e naʻo le 1600℃ le manaʻomia o mea silicon, lea e matua maualalo lava. O le sauniaina o mea e fai i le silicon carbide e feagai foʻi ma faigata e pei o le tuputupu aʻe malie o le tioata ma le maualuga o manaʻoga mo le foliga o le tioata. E tusa ma le 7 i le 10 aso le tuputupu aʻe o le silicone carbide wafer, ae naʻo le 2 ma le afa aso e toso ai le silicon rod. E le gata i lea, o le silicon carbide o se mea e lona lua lona malosi i le taimane. E tele mea e leiloa i le taimi e tipi ai, oloina, ma faʻapulusaina, ma e naʻo le 60% le fua faatatau o le gaosiga.
Ua matou iloa o le aga masani o le faʻateleina lea o le tele o mea e fai i le silicon carbide, aʻo faʻaauau pea ona faʻateleina le tele, o loʻo faʻateleina pea manaʻoga mo tekinolosi faʻalauteleina o le lautele. E manaʻomia ai se tuʻufaʻatasiga o elemene eseese o le pulea faʻapitoa e ausia ai le tuputupu aʻe faifai pea o tioata.
Taimi o le meli: Me-22-2024