Aiseā e tāua tele ai le ufiufi o le TaC mo le gaosiga o masini GaN ma SiC?

E taua tele le ufiufi TaC mo le gaosiga o masini GaN ma SiC. E maua ai le puipuiga sili atu mai siosiomaga fa'agasologa e 'ele'elea, fa'aleleia atili ai le mautu o le vevela, ma puipuia ai le fa'aleagaina. O nei mea e taua tele mo le ausiaina o le maualuga o le fa'atinoga ma le fua o le gaosiga. O le maketi o masini eletise GaN i Asia-Pasefika o lo'o fa'amoemoeina se 19.33% Fa'aputuga Tausaga Fa'aletausaga i le va o le 2025 ma le 2032. O le maketi atoa mo nei masini, e tau aofa'i i le USD 2.24 piliona i le 2023, e fa'amoemoeina e o'o atu i le USD 18 piliona i le 2032, ma tuputupu a'e i le 25% CAGR. O lenei fa'alauteleina tele o le maketi e fa'amamafaina ai le mana'omia o fofo gaosiga malolosi.

Manatu Autū

• E puipuia e le ufiufi TaC masini e fa'aaogaina e fai ai masini GaN ma SiC. E taofia ai le fa'aleagaina mai vaila'au malolosi ma le vevela tele.
• E sili atu masini GaN ma SiC nai lo masini silicon tuai. E vave tele a latou galuega ma e itiiti le malosi e faʻaaogaina, ae e faigata ona faia.
• E fesoasoani le ufiufi TaC e fa'amamā ai masini GaN ma SiC. E taofia ai ni fasi palapala laiti mai le ulu atu i totonu o masini.
• E fa'amautinoa e le ufiufi TaC o lo'o faia masini i le auala lava e tasi i taimi uma. O lona uiga o le tele o masini lelei e faia ma e itiiti ai mea e fa'aumatia.
• E taua tele le ufiufi o le TaC mo le faia o ni eletise fou. E fesoasoani i nei masini fa'aonaponei e galue lelei ma umi se taimi e tumau ai.

Masini GaN ma SiC: O le isi tupulaga o masini eletise eletise

Aotelega o Fa'amanuiaga o Masini GaN ma SiC

O masini Gallium Nitride (GaN) ma Silicon Carbide (SiC) o se la'asaga taua i luma i le eletise eletise. Latou te ofoina atu ni fa'aleleiga tetele nai lo vaega masani e fa'avae i le silicon. O masini SiC, mo se fa'ata'ita'iga, e fa'aalia ai uiga sili atu i ni nai fa'atulagaga taua:

E maua e masini SiC le maualuga o le lelei ma le maualalo o le leiloa o le eletise. Latou te faʻaitiitia uma le leiloa o le conduction ma le switching. O le bandgap a le SiC e faatolu ona maualuga atu nai lo le silicon, ma mafai ai ona manifinifi vaega o le drift. O lenei mea e faʻaitiitia ai le on-resistance e oʻo atu i le sefulu taimi mo le voltage rating tutusa. O le 1200V SiC MOSFET e faalima ona maualalo le leiloa o le conduction nai lo le silicon IGBT. E vave foʻi ona fesuiaʻi masini SiC i le 10 i le 100 taimi nai lo le silicon, ma faʻaitiitia ai le leiloa o le transient. E aveese e SiC Schottky diodes le reverse recovery, ma aveese ai se puna tele o le leiloa. O nei masini e faʻagaoioia i vevela maualuluga, faʻatasi ai ma le maualuga o le vevela o le junction o le 200–250°C, faʻaluaina le silicon. E 2.5 taimi foʻi le sili atu o le thermal conductivity, ma faʻaleleia atili ai le faʻasalalauina o le vevela. O fusi malolosi o le atomic a le SiC e teteʻe atu i le electromigration ma le gate oxide breakdown, ma fesoasoani ai i se olaga umi.

Luʻitau o le Gaosiga mo Masini GaN ma SiC

O le gaosia o masini GaN ma SiC e iai ni luʻitau tulaga ese i le gaosiga. O nei luʻitau e mafua mai i meatotino masani o meafaitino ma le faigata o faiga o le gaosiga.

Mo masini GaN, e feagai le au gaosi oloa ma ni faʻafitauli:

• Tulaga Lelei o le Kilisitala ma le Mamafa o le Fa'aletonuO le ausiaina o le maualuga o le tulaga lelei o le tioata ma le maualalo o le mafiafia o mea sese e faigata. E masani ona tupu le GaN i luga o mea e pei o le sapphire poʻo le silicon, e eseese a latou lattice constants. O lenei le fetaui e mafua ai ni mea sese i le taimi o le tuputupu aʻe o le epitaxial, ma aʻafia ai le faʻatinoga o le masini.
• Fa'agasologa o le Tuputupu A'e o le EpitaxialO auala e pei o le Metal-Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) e taugata ma e manaʻomia ai le pulea saʻo. O le Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE) e vave atu le tuputupu aʻe ae e faigata ai tali atu i le kesi ma le lelei o le fogaeleele.
• Fa'aaogaina o fualaau fa'asaina ma le tutusaO le ausiaina o tulaga tutusa o le doping, aemaise lava mo le p-type GaN, o se luʻitau. E mafua lea ona o meatotino o le meafaitino ma faiga faʻakemikolo faigata.
• Mauaina ma le Tau o le SubstrateO le maua ma le tau o substrates e aʻafia ai le faʻalauteleina o le GaN. E taugofie atu substrates Silicon ae e mafua ai le tele o feeseeseaiga o le lattice.

O le gaosiga o masini SiC e feagai foʻi ma faigata tetele:

• Faigata tele ma le maalealeO le ma'a'a o le SiC (Mohs 9) ma le faigofie ona malepelepe e faigata ai le gaosiga. O le fa'apala'au o le wafer e gesegese ma le le lelei, e mana'omia ai ni slurries fa'apitoa.
• Taulimaina o le WaferO le taulimaina o apa SiC e faigata ona faigofie ona gaui. O lenei mea e mafua ai ona malepe, māvaevae, ma pisia ai vaega laiti.
• Mana'oga mo le EpitaxyO le epitaxy mo le SiC e manaʻomia ai ni vevela maualuga atu nai lo le silicon. E faʻapuʻupuʻu ai le umi e ola ai vaega o le chamber ma faʻateleina ai tau o tausiga.
• Fa'apipi'iina o le Ion: Fa'apipi'iina o le alumini mo foliga fa'apipi'i ituaiga-p e fa'afitauli i le mautu o le puna o le ion. E le faigofie ona sosolo fa'apipi'i mea fa'apipi'i ma e mafai ona fausia ai ni lua. O le maualuga o le vevela o le fa'amafanafana (1800°C) e mafai ona fa'akāponi ai le fogaeleele.

O le Fa'afitauli Autū: Fa'aleagaina o Meafaitino ma le Fa'aleagaina i le Fa'agasologaina

'Ele ma le Fa'aleagaina o Meafaigaluega i Siosiomaga Faigata

O masini gaosi oloa semiconductor e feagai ma le faaleagaina tele ma le ofuina o meafaitino. O siosiomaga faigata, e aofia ai le aafia i vailaau ele ma faiga e olo ai, e mafua ai nei faafitauli. O lenei mea e mafua ai ona faaitiitia le umi e ola ai meafaigaluega ma faaleagaina ai le lelei o le gaosiga. Aemaise lava meafaigaluega eli ma teuina ai, e onosaia tulaga faigata. Latou te feagai ma le plasma, vevela maualuga, ma vailaau e tali atu. O nei mea e mafua ai le soloia ma le osofaia e vailaau. O ia tulaga e fesoasoani faatasi i le faaletonu o meafaigaluega e ala i le faaleagaina o meafaitino ma le faaitiitia o le faatinoga o meafaigaluega.

E masani ona tupu se "auala e fa'aleagaina ai le so'oga o le 'ele'ele ma le ofuina". O mea e fa'aleagaina ai e fa'avaivaia ai le malosi o le pipii o le tuaoi o fatu. O lenei fa'avaivaia e mafai ai ona vave salalau atu māvaevae e mafua mai i le fe'ese'esea'iga. O nei māvaevae e sosolo i luga o vaega fa'aputuga o le apamemea. O lenei faiga fa'aleagaina tu'ufa'atasi e faigata ona taofia i tekinolosi masani o le ufiufi o luga, aemaise lava i siosiomaga ogaoga o le fe'ese'esea'iga ma le 'ele'ele.

A'afiaga o le Fa'aleagaina i le Fa'atinoga o Masini GaN ma SiC

O le fa'aleagaina o le siosiomaga e matua a'afia ai le fa'atinoga ma le fua o masini GaN ma SiC. E o'o lava i mea leaga laiti e mafai ona mafua ai ni fa'aletonu, e mafua ai ona le lelei le fa'atinoga o le masini pe fa'aitiitia ai le lelei. Mo masini GaN, o mea leaga fa'apitoa e masani ona mafua ai fa'afitauli:

• Mailei eletise loloto (E2 ma le E4)E fa'ateleina nei mailei pe a uma ona fa'avevela le proton ma le electron. E mafua ai le fa'alavelave o le gate ma le drain-lag, e fesoasoani i le pa'ū ma le fa'aleagaina o le eletise i totonu o AlGaN/GaN HEMTs.
• Fa'aletonu o le tinoO le fa'aletonu o le fa'aogaina o le uili tatala e fa'ateleina ai le tafe o le faitoto'a i totonu o AlGaN/GaN HEMTs. O fa'aletonu e teuteuina e le Indium (In) e a'afia ai le InAlN/GaN HEMTs. E feso'ota'i fo'i i mailei eletise loloto, mailei, tafega o le eletise i lalo o le tulaga maualuga, ma le fa'aleagaina lautele.
• O avanoa o le Gallium ua fa'afefiloi ma le Silicon (Si) po'o le Oxygen (O)O nei vaega fa'apitoa e fai ma mailei tetele i le n-GaN ma le n-AlGaN.
• Kaponi (C)E galue fo'i le kaponi o se mailei tele i pu i le n-GaN ma le n-AlGaN.
• HaidroneO lenei mea leaga i tua, e masani ona iai i mea e totoina i le MOCVD ma le NH3-rich MBE, e aʻafia ai le suiga o le voltage ma le faʻaleagaina o le transconductance i lalo o le faʻavevela o le proton.
• Mea e talia lolotoO le fa'aofiina o ni mea e taliaina loloto i le vaega o le pa puipui e fa'amatalaina ai suiga i le voltage o le tulaga maualuga ma le gaioiga o le auala i transistors AlGaN/GaN.
• Mailei loloto i le vaega o le GaN bufferO nei mailei e mafai ona oʻo atu ai i ni aafiaga tutusa e pei o ni deep acceptors. Latou te fesoasoani i le faʻaitiitia faʻaitiitiga o le 2DEG ma le faʻasalalauina o le eletise 2DEG.

E faapefea ona foia e le TaC Coating ia luʻitau taua o le gaosiga

Le Malosi Fa'apitoa o le TaC Coating i Fa'ama'i

E ofoina atu e le ufiufi TaC le malosi fa'akemikolo tulaga ese. O lenei uiga e matua taua tele ai i le gaosiga o semiconductor. E tete'e lelei i le soloia mai kasa 'a'ai e pei o chlorides ma fluorides. E tausia e le ufiufi le maualalo o le tali atu i siosiomaga vevela maualuga. E puipuia ai tali atu fa'akemikolo e le mana'omia i kasa tali atu. O lenei uiga e taua tele mo le fa'amautinoaina o le mama o le fa'agasologa ma le maualuga o le tulaga lelei o mea e teu ai. E aoga tele i fa'aoga e aofia ai Va'a Wafer Silicon Carbide ma isi vaega autu.

"Pe a fa'atusatusa i le ufiufi SiC, e sili atu le malosi o le TaC i le fa'aaogaina o vaila'au ma le tete'e atu i le 'ele."

E tete'e atu vali TaC i le ammonia vevela. E tete'e fo'i i le ausa o le haitorosene, ausa o le silicon, ma u'amea ua liusuavai. O nei vali e puipuia ai le H2, NH3, SiH4, ma le Si i siosiomaga fa'akemikolo malolosi.

Mausali Maualuga i le Vevela ma le Ma'a'a Fa'amekanika o le Ufiufi TaC

E taua tele le mautu o le vevela ma le malosi fa'amekanika mo vaega i le gaosiga o le GaN ma le SiC. O le graphite ua ufiufi i le TaC e fa'aalia ai le tete'e sili atu i le 'ele o vaila'au pe a fa'atusatusa i le graphite e leai se mea po'o le graphite ua ufiufi i le SiC. E tumau pea le mautu i le vevela maualuga, e o'o atu i le 2600°C. E le tali atu i le tele o elemene u'amea. O le mea lea e avea ai ma ufiufi e sili ona lelei mo le tuputupu a'e o le semiconductor single crystal ma le wafer etching o le tupulaga lona tolu. E aoga tele mo masini MOCVD i le tuputupu a'e o le GaN po'o le AlN single crystal ma masini PVT i le tuputupu a'e o le SiC single crystal. O lenei mea e fa'aleleia atili ai le lelei o le tioata.

E mafai ona fa'aaogaina ma le mautu ia ufiufi Tantalum Carbide (TaC) i le vevela maualuga e o'o atu i le 2600°C. E le tali atu i le tele o elemene u'amea. O lenei ufiufi e manatu e sili ona lelei mo le tuputupu a'e o le semiconductor single crystal o le tupulaga lona tolu ma le wafer etching. Aemaise lava, e aoga tele i le tuputupu a'e o masini MOCVD o GaN po'o AlN single crystals ma le tuputupu a'e o masini PVT o SiC single crystals.

O le ma'a'a fa'amekanika o lenei mea e fesoasoani fo'i i lona tumau. E tusa ma le 1,880 HV lona ma'a'a Vickers.

Mama Maualuga ma le Maualalo o le Tuputupu A'e o Partikeli ma le Ufiufi TaC

O le tausia o le mama maualuga ma le faʻaitiitia o le gaosiga o vaega laiti e taua tele i le gaosiga o semiconductor. O avetaʻavale ua ufiufiina i le CVD TaC e lauiloa i le maualalo tele o le saoasaoa o le gaosiga o vaega laiti. O latou foliga lamolemole o luga e faʻaitiitia ai le ono mafai ona faʻaleagaina vaega laiti. O lenei mea, e fesoasoani e faʻaleleia atili ai le mama ma le fua i le taimi o faʻagasologa o le tuputupu aʻe o le epitaxial.

Fa'aleleia atili o le Toe Fai o le Fa'agasologa ma le Mauaina o Tupe maUfiufi TaC

E fa'aleleia atili e le ufiufi TaC le toe faia o le faagasologa i le gaosiga o masini GaN ma SiC. O le tumau lelei o le ufiufi ma le tete'e atu i siosiomaga faigata o le fa'agasologa e fa'amautinoa ai o lo'o tausia e vaega o le reactor lo latou tulaga lelei ma uiga o luga i taimi fa'agaoioia umi. O lenei tulaga tutusa e taua tele mo le ausia o le tu'ufa'atasia o le ata tifaga, fa'asologa sa'o o le doping, ma tulaga mautu o le vevela i le tele o taimi o gaosiga. A tumau pea le mautu o luga o masini ma sa'oloto mai le fa'aleagaina, e mafai e le au gaosi oloa ona toe gaosia ma le fa'atuatuaina ia fa'asologa o le faagasologa e mana'omia. O lenei mafai ona vavaloina e fa'aitiitia ai suiga i uiga o masini mai le wafer i le wafer ma le batch i le batch.

O lenei fa'aleleia atili o le toe faia e fa'aliliu sa'o atu ai i le maualuga o le gaosiga. O se siosiomaga mautu o le fa'agasologa e fa'aitiitia ai le a'afiaga o fa'aletonu e mafua mai i le fa'aleagaina o meafaitino, fa'aleagaina, po'o tulaga fa'agasologa e le tutusa. Mo se fa'ata'ita'iga, o le le gaoioi o vaila'au o le ufiufi TaC e taofia ai ni tali e le mana'omia i le va o kasa fa'agasologa ma puipui o le reactor, lea e ono fa'atupuina ai ni mea leaga pe suia ai le tafe o le kasa. O lona mautu maualuga o le vevela e fa'amautinoa ai e le mimilo pe fa'aleagaina vaega i lalo o le vevela tele, ma tausia ai ni foliga sa'o e taua mo le tuputupu a'e tutusa. E le gata i lea, o le maualuga tele o le mama ma le maualalo o le gaosiga o vaega e feso'ota'i ma le ufiufi TaC e fa'aitiitia ai le fa'aleagaina o vaega, o se mafua'aga autu o le fa'aletonu o masini. I le fa'aitiitia o nei puna'oa masani o le fesuisuia'i ma fa'aletonu, e gaosia ai e le au gaosi oloa le tele o masini GaN ma SiC aoga i le wafer ta'itasi, e fa'aleleia atili ai le lelei o le gaosiga atoa ma fa'aitiitia ai otaota.

Fa'aoga Autū o le Ufiufi TaC i le Gaosiga o GaN ma SiC

Ufiufi TaC mo Vaega o le Reactor

E taua tele le sao o le ufiufi TaC i le puipuia o vaega eseese o le reactor i totonu o le gaosiga o le GaN ma le SiC. O vaega faapitoa e manuia mai lenei ufiufi fa'aonaponei e aofia ai wafer carriers, injectors, susceptors, ma heater. I totonu o reactors SiC CVD, o vaega taua e ufiufi i le Tantalum Carbide e fa'aalia ai le fa'aleleia atili o le fa'atinoga. O lenei ufiufi e tulaga ese ona o lona ma'a'a tele ma le conductivity metallic. E ofoina atu le tete'e tulaga ese i le halogen ma le hydrogen corrosion, ma avea ai ma mea lelei mo plasma malolosi ma siosiomaga vevela maualuga.

E maua ai fo'i e le ufiufi le maualuga o le fa'avevela, e fa'aitiitia lelei ai le vevela ma puipuia ai le so'ona vevela i le taimi o fa'agasologa o le vevela maualuga. E puipuia ai vaega taua o le ogaumu ma le reactor i le vevela e o'o atu i le 2200°C, ma tausia ai le mautu o vaila'au ma masini. E malosi le tete'e atu o le Tantalum carbide i le 'ele i le tele o acids ma alkalis, e puipuia ai le fa'aleagaina o substrate i siosiomaga 'ele. E tete'e atu i le hydrogen, ammonia, monosilane, ma le silicon, ma maua ai le puipuiga i tulaga faigata o vaila'au. O lenei puipuiga fa'aleleia e tau atu ai i se umi e ola ai le vaega. E mitamita fo'i le ufiufi TaC i le mama tele, ma e masani ona i lalo ifo o le 5 ppm le maualuga o le leaga. O lenei mea e fa'aitiitia ai fa'aletonu e pei o micropores ma etch pits i totonu o tioata SiC, ma fa'aleleia atili ai le lelei o le tioata.

Ufiufi TaC mo Potu Etch ma Meafaigaluega Fa'agasologa Plasma

E taua tele fo'i le ufiufi TaC mo potu eli ma masini e fa'agaoioia ai le plasma. O lona ma'a'a tulaga ese ma le le gaoioi o vaila'au e tete'e atu ai i le ofuina ma le 'ele mai siosiomaga fa'ama'a'a o le plasma ma fa'alavelave fa'akemikolo malolosi. O lenei mea e fa'amautinoa ai o lo'o tumau pea le aoga o vaega i lalo o tulaga faigata. O le maualuga tele o le mama o le ufiufi, fa'atasi ai ma tulaga leaga i lalo ifo o le 5 ppm, e fa'aitiitia ai lamatiaga o le fa'aleagaina i fa'agasologa o le tuputupu a'e o le tioata.

O le pipii malosi ma le fa'alauteleina maualalo o le vevela e puipuia ai le māvaevae po'o le vaeluaina i le taimi o le fa'ata'amilosaga fa'avevela. E taua tele lenei mea mo le fa'atumauina o le sa'o ma le tutusa i le gaosiga o semiconductor. I le tuputupu a'e o le epitaxial o le GaN/SiC, e taofia ai e le ufiufi le tali atu o le kesi ma fa'aitiitia ai fa'aletonu, ma fa'aleleia atili ai le fua atoa. O mea mama maualuga ma le ufiufi TaC tumau e fa'aitiitia ai le gaosiga o vaega ma le alu ese mai le kesi. E fa'aitiitia ai le lamatiaga o le fa'aleagaina o le wafer ma fa'aletonu. O le ufiufi malosi e maua ai le tete'e lelei tele i le soloia o le plasma ma osofa'iga fa'akemikolo, ma fa'alauteleina ai le umi e fa'agaoioia ai vaega.

E lē gata ina aogā le ufiufi TaC; ae e matuā tāua tele foʻi mo le faʻatinoina o le gaosiga faʻatuatuaina, maualuga le faʻatinoga, ma taugofie o masini GaN ma SiC. E faʻaitiitia ai luʻitau o le faʻaleagaina ma le faʻaleagaina o mea o loʻo iai i a latou faiga gaosiga. O le a faʻatupulaʻia lona sao pe a faʻaauau pea ona atinaʻe nei tekinolosi faʻaonaponei. O lenei mea e faʻamautinoa ai le faʻaauau pea o le faʻafouga ma le faʻalauteleina o le maketi.

Fesili e Masani Ona Fesiligia

O le ā le ufiufi TaC?

O le ufiufi TaC o se vaega puipui o le Tantalum Carbide e faʻaaogaina i vaega o le graphite. E faʻaaogaina e le au gaosi oloa se faiga o le Chemical Vapor Deposition (CVD). O lenei faʻaputuga seramika malo ma teteʻe e faʻaleleia atili ai le mautu ma le teteʻe atu i vailaʻau mo faʻaoga semiconductor.

E fa'apefea ona fa'aleleia e le ufiufi TaC le fua o gaosiga?

E fa'amautinoa e le ufiufi TaC tulaga tutusa o le fa'agasologa. E puipuia ai le fa'aleagaina ma le fa'aleagaina o meafaitino. O lenei tulaga mautu e fa'aitiitia ai fa'aletonu ma suiga i uiga o masini. E ausia e le au gaosi oloa le tele o masini GaN ma SiC aoga i le wafer ta'itasi.

Aiseā e sili atu ai le valiina o le TaC nai lo le valiina o le SiC i nisi o faʻaoga?

E sili atu le lelei o le ufiufi o le TaC i le le gaoioi o vailaʻau ma le teteʻe atu i le ele pe a faʻatusatusa i le ufiufi o le SiC. E teteʻe atu i siosiomaga malolosi o vailaʻau ma le vevela maualuga. O lenei mea e sili atu ona talafeagai mo ni faiga faigata faʻapitoa i le gaosiga o le GaN ma le SiC.

O a vaega patino e aoga mai le ufiufi TaC i le gaosiga o GaN/SiC?

E matuā aogā tele vaega o le reactor e pei o wafer carriers, injectors, susceptors, ma heater. E fa'aaogaina fo'i e potu eli ma masini e fa'agaoioia ai le plasma le ufiufi o le TaC. E puipuia ai nei vaega mai kasa 'a'ai, vevela maualuga, ma le plasma fa'a'a'a.

Fai le isi laasaga

Ua e sauni e aumai se mautu ma se fua e le mafaatusalia i au faiga GaN ma SiC?

Fa'afeso'ota'i a matou tagata tomai fa'apitoa i meafaitino i le asōe talanoaina pe faʻapefea ona suia e se fofo ufiufi TaC le faʻatinoga o lau MOCVD poʻo le CVD reactor.