Güç Cihazları için SiC Epitaksiyel Gofret – 4H-SiC, N tipi, Düşük Kusur Yoğunluğu
Ayrıntılı Diyagram


giriiş
SiC Epitaksiyel Gofret, özellikle yüksek güç, yüksek frekans ve yüksek sıcaklık işlemleri için tasarlanmış olanlar olmak üzere, modern yüksek performanslı yarı iletken cihazların temelini oluşturur. Silisyum Karbür Epitaksiyel Gofret'in kısaltması olan SiC Epitaksiyel Gofret, büyük bir SiC alt tabaka üzerine kaplanmış yüksek kaliteli, ince bir SiC epitaksiyel katmandan oluşur. SiC Epitaksiyel Gofret teknolojisinin kullanımı, geleneksel silikon bazlı gofretlere kıyasla üstün fiziksel ve elektronik özellikleri nedeniyle elektrikli araçlar, akıllı şebekeler, yenilenebilir enerji sistemleri ve havacılık alanlarında hızla yaygınlaşmaktadır.
SiC Epitaksiyel Gofretin Üretim Prensipleri
SiC Epitaksiyel Plaka üretimi, yüksek kontrollü bir kimyasal buhar biriktirme (CVD) işlemi gerektirir. Epitaksiyel tabaka, genellikle 1500°C'yi aşan sıcaklıklarda silan (SiH₄), propan (C₃H₈) ve hidrojen (H₂) gibi gazlar kullanılarak monokristalin bir SiC alt tabaka üzerinde büyütülür. Bu yüksek sıcaklıklı epitaksiyel büyüme, mükemmel kristal hizalaması ve epitaksiyel tabaka ile alt tabaka arasında minimum kusur sağlar.
Süreç birkaç temel aşamadan oluşmaktadır:
-
Alt Tabaka Hazırlığı: Taban SiC gofreti temizlenir ve atomik pürüzsüzlüğe ulaşana kadar parlatılır.
-
CVD Büyümesi: Yüksek saflıktaki bir reaktörde, gazlar reaksiyona girerek alt tabaka üzerinde tek kristalli bir SiC tabakası biriktirir.
-
Doping Kontrolü: Epitaksi sırasında istenilen elektriksel özellikleri elde etmek için N-tipi veya P-tipi doping uygulanır.
-
Muayene ve Metroloji: Katman kalınlığını, katkı konsantrasyonunu ve kusur yoğunluğunu doğrulamak için optik mikroskopi, AFM ve X-ışını kırınımı kullanılır.
Her bir SiC Epitaksiyel Plaka, kalınlık homojenliği, yüzey düzlüğü ve özdirençte sıkı toleransları korumak için dikkatlice izlenir. Bu parametrelerin hassas bir şekilde ayarlanabilmesi, yüksek voltajlı MOSFET'ler, Schottky diyotlar ve diğer güç cihazları için olmazsa olmazdır.
Şartname
Parametre | Şartname |
Kategoriler | Malzeme Bilimi, Tek Kristal Alt Tabakalar |
Politip | 4H |
Doping | N Tipi |
Çap | 101 mm |
Çap Toleransı | ± %5 |
Kalınlık | 0,35 mm |
Kalınlık Toleransı | ± %5 |
Birincil Düz Uzunluk | 22 mm (± %10) |
TTV (Toplam Kalınlık Değişimi) | ≤10 µm |
Çarpıtma | ≤25 µm |
FWHM | ≤30 Ark-sn |
Yüzey Kaplaması | Rq ≤0,35 nm |
SiC Epitaksiyel Gofretin Uygulamaları
SiC Epitaksiyel Wafer ürünleri birçok sektörde vazgeçilmezdir:
-
Elektrikli Araçlar (EV'ler):SiC Epitaksiyel Wafer tabanlı cihazlar güç aktarma organlarının verimliliğini artırır ve ağırlığı azaltır.
-
Yenilenebilir Enerji: Güneş ve rüzgar enerjisi sistemlerinde invertörlerde kullanılır.
-
Endüstriyel Güç Kaynakları: Daha düşük kayıplarla yüksek frekanslı, yüksek sıcaklıklı anahtarlamayı mümkün kılar.
-
Havacılık ve Savunma: Dayanıklı yarı iletkenlerin gerekli olduğu zorlu ortamlar için idealdir.
-
5G Baz İstasyonları:SiC Epitaksiyel Gofret bileşenleri RF uygulamaları için daha yüksek güç yoğunluklarını destekler.
SiC Epitaksiyel Gofret, silikon gofretlere kıyasla kompakt tasarımlar, daha hızlı anahtarlama ve daha yüksek enerji dönüşüm verimliliği sağlar.
SiC Epitaksiyel Gofretin Avantajları
SiC Epitaksiyel Wafer teknolojisi önemli avantajlar sunmaktadır:
-
Yüksek Arıza Gerilimi:Si gofretlere göre 10 kata kadar daha yüksek gerilimlere dayanıklıdır.
-
Isıl İletkenlik:SiC Epitaksiyel Wafer ısıyı daha hızlı dağıtır, böylece cihazların daha serin ve güvenilir çalışmasını sağlar.
-
Yüksek Anahtarlama Hızları: Daha düşük anahtarlama kayıpları daha yüksek verimlilik ve minyatürleştirme sağlar.
-
Geniş Bant Aralığı: Daha yüksek voltaj ve sıcaklıklarda stabilite sağlar.
-
Malzeme Sağlamlığı:SiC kimyasal olarak inert ve mekanik olarak güçlüdür, zorlu uygulamalar için idealdir.
Bu avantajlar, SiC Epitaksiyel Gofreti gelecek nesil yarı iletkenler için tercih edilen malzeme haline getiriyor.
SSS: SiC Epitaksiyel Gofret
S1: SiC gofret ile SiC Epitaksiyel Gofret arasındaki fark nedir?
SiC gofret, toplu alt tabakayı ifade ederken, SiC Epitaksiyel Gofret, cihaz imalatında kullanılan özel olarak yetiştirilmiş bir katkılı tabakayı içerir.
S2: SiC Epitaksiyel Gofret katmanları için hangi kalınlıklar mevcuttur?
Epitaksiyel katmanlar, uygulama gereksinimlerine bağlı olarak genellikle birkaç mikron ile 100 μm'nin üzerinde bir kalınlığa sahiptir.
S3: SiC Epitaksiyel Gofret yüksek sıcaklık ortamları için uygun mudur?
Evet, SiC Epitaksiyel Wafer 600°C'nin üzerindeki koşullarda çalışabilir ve silikondan önemli ölçüde daha iyi performans gösterir.
S4: SiC Epitaksiyel Gofretlerde kusur yoğunluğu neden önemlidir?
Düşük hata yoğunluğu, özellikle yüksek voltajlı uygulamalar için cihaz performansını ve verimini artırır.
S5: Hem N tipi hem de P tipi SiC Epitaksiyel Gofretler mevcut mudur?
Evet, her iki tip de epitaksiyel işlem sırasında hassas dopant gaz kontrolü kullanılarak üretilmektedir.
S6: SiC Epitaksiyel Wafer için standart wafer boyutları nelerdir?
Standart çaplar arasında 2 inç, 4 inç, 6 inç ve giderek artan şekilde yüksek hacimli üretim için 8 inç bulunmaktadır.
S7: SiC Epitaksiyel Gofret maliyet ve verimliliği nasıl etkiler?
Başlangıçta silikondan daha pahalı olmasına rağmen, SiC Epitaksiyel Wafer sistem boyutunu ve güç kaybını azaltarak uzun vadede toplam maliyet verimliliğini artırır.