බල උපාංග සඳහා SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් - 4H-SiC, N-වර්ගය, අඩු දෝෂ ඝනත්වය
විස්තරාත්මක රූප සටහන
හැඳින්වීම
SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් යනු නවීන අධි-ක්‍රියාකාරී අර්ධ සන්නායක උපාංගවල, විශේෂයෙන් අධි-බල, අධි-සංඛ්‍යාත සහ අධි-උෂ්ණත්ව මෙහෙයුම් සඳහා නිර්මාණය කර ඇති උපාංගවල හරයයි. සිලිකන් කාබයිඩ් එපිටැක්සියල් වේෆර් සඳහා කෙටියෙන්, SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් තොග SiC උපස්ථරයක් මත වගා කරන ලද උසස් තත්ත්වයේ, තුනී SiC එපිටැක්සියල් ස්ථරයකින් සමන්විත වේ. සාම්ප්‍රදායික සිලිකන් පාදක වේෆර් හා සසඳන විට එහි උසස් භෞතික හා ඉලෙක්ට්‍රොනික ගුණාංග නිසා SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් තාක්ෂණයේ භාවිතය විදුලි වාහන, ස්මාර්ට් ජාලක, පුනර්ජනනීය බලශක්ති පද්ධති සහ අභ්‍යවකාශයේ වේගයෙන් ව්‍යාප්ත වෙමින් පවතී.
SiC එපිටැක්සියල් වේෆරයේ නිෂ්පාදන මූලධර්ම
SiC එපිටැක්සියල් වේෆරයක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා ඉතා පාලිත රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීමේ (CVD) ක්‍රියාවලියක් අවශ්‍ය වේ. එපිටැක්සියල් ස්ථරය සාමාන්‍යයෙන් 1500°C ඉක්මවන උෂ්ණත්වවලදී සිලේන් (SiH₄), ප්‍රොපේන් (C₃H₈) සහ හයිඩ්‍රජන් (H₂) වැනි වායූන් භාවිතා කරමින් ඒකස්ඵටික SiC උපස්ථරයක් මත වගා කෙරේ. මෙම ඉහළ උෂ්ණත්ව එපිටැක්සියල් වර්ධනය විශිෂ්ට ස්ඵටික පෙළගැස්මක් සහ එපිටැක්සියල් ස්ථරය සහ උපස්ථරය අතර අවම දෝෂ සහතික කරයි.
ක්‍රියාවලියට ප්‍රධාන අදියර කිහිපයක් ඇතුළත් වේ:
-
උපස්ථර සකස් කිරීම: පාදක SiC වේෆරය පිරිසිදු කර පරමාණුක සුමටතාවයට ඔප දමා ඇත.
-
CVD වර්ධනය: අධි-පිරිසිදු ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක, වායූන් ප්‍රතික්‍රියා කර උපස්ථරය මත තනි-ස්ඵටික SiC තට්ටුවක් තැන්පත් කරයි.
-
තහනම් උත්තේජක පාලනය: අපේක්ෂිත විද්‍යුත් ගුණාංග ලබා ගැනීම සඳහා එපිටැක්සි අතරතුර N-වර්ගයේ හෝ P-වර්ගයේ මාත්‍රණය හඳුන්වා දෙනු ලැබේ.
-
පරීක්ෂාව සහ මිනුම් විද්‍යාව: ස්ථර ඝණකම, මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණය සහ දෝෂ ඝනත්වය සත්‍යාපනය කිරීම සඳහා දෘශ්‍ය අන්වීක්ෂය, AFM සහ X-කිරණ විවර්තනය භාවිතා කරයි.
ඝනකම ඒකාකාරිත්වය, මතුපිට සමතලා බව සහ ප්‍රතිරෝධකතාව පිළිබඳ දැඩි ඉවසීම් පවත්වා ගැනීම සඳහා සෑම SiC එපිටැක්සියල් වේෆරයක්ම ප්‍රවේශමෙන් නිරීක්ෂණය කරනු ලැබේ. අධි වෝල්ටීයතා MOSFET, Schottky ඩයෝඩ සහ අනෙකුත් බල උපාංග සඳහා මෙම පරාමිතීන් සියුම් ලෙස සකස් කිරීමේ හැකියාව අත්‍යවශ්‍ය වේ.
පිරිවිතර
| පරාමිතිය | පිරිවිතර |
| කාණ්ඩ | ද්‍රව්‍ය විද්‍යාව, තනි ස්ඵටික උපස්ථර |
| බහු වර්ගය | 4H |
| තහනම් උත්තේජක භාවිතය | N වර්ගය |
| විෂ්කම්භය | 101 මි.මී. |
| විෂ්කම්භය ඉවසීම | ± 5% |
| ඝනකම | 0.35 මි.මී. |
| ඝනකම ඉවසීම | ± 5% |
| ප්‍රාථමික පැතලි දිග | 22 මි.මී. (± 10%) |
| TTV (සම්පූර්ණ ඝනකම විචලනය) | ≤10 µm |
| වෝර්ප් | ≤25 µm |
| එෆ්ඩබ්ලිව්එච්එම් | ≤30 චාප-තත්පර |
| මතුපිට නිමාව | ආර්q ≤0.35 නැනෝමීටර් |
SiC එපිටැක්සියල් වේෆරයේ යෙදුම්
SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් නිෂ්පාදන බහු අංශවල අත්‍යවශ්‍ය වේ:
-
විදුලි වාහන (EV): SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් මත පදනම් වූ උපාංග බල දුම්රිය කාර්යක්ෂමතාව වැඩි කරන අතර බර අඩු කරයි.
-
පුනර්ජනනීය බලශක්තිය: සූර්ය සහ සුළං බල පද්ධති සඳහා ඉන්වර්ටර් වල භාවිතා වේ.
-
කාර්මික බල සැපයුම්: අඩු පාඩු සහිතව අධි-සංඛ්‍යාත, අධි-උෂ්ණත්ව මාරු කිරීම සක්‍රීය කරන්න.
-
අභ්‍යවකාශ හා ආරක්ෂක: ශක්තිමත් අර්ධ සන්නායක අවශ්‍ය වන කටුක පරිසරයන් සඳහා කදිමයි.
-
5G මූලික ස්ථාන: SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් සංරචක RF යෙදුම් සඳහා ඉහළ බල ඝනත්වයන්ට සහාය වේ.
SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් මඟින් සිලිකන් වේෆර් හා සසඳන විට සංයුක්ත මෝස්තර, වේගවත් මාරු කිරීම සහ ඉහළ ශක්ති පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා ගත හැකිය.
SiC එපිටැක්සියල් වේෆරයේ වාසි
SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් තාක්ෂණය සැලකිය යුතු ප්‍රතිලාභ ලබා දෙයි:
-
ඉහළ බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවය: Si වේෆර් වලට වඩා 10 ගුණයකින් වැඩි වෝල්ටීයතාවයකට ඔරොත්තු දෙයි.
-
තාප සන්නායකතාවය: SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් තාපය වේගයෙන් විසුරුවා හරින අතර, උපාංග සිසිල්ව සහ වඩාත් විශ්වාසදායක ලෙස ක්‍රියාත්මක වීමට ඉඩ සලසයි.
-
ඉහළ මාරුවීමේ වේගයන්: අඩු මාරු කිරීමේ පාඩු ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයක් සහ කුඩාකරණයක් සක්‍රීය කරයි.
-
පුළුල් බෑන්ඩ්ගැප්: ඉහළ වෝල්ටීයතා සහ උෂ්ණත්වවලදී ස්ථායිතාව සහතික කරයි.
-
ද්‍රව්‍යමය ශක්තිමත් බව: SiC රසායනිකව නිෂ්ක්‍රීය සහ යාන්ත්‍රිකව ශක්තිමත්, ඉල්ලුමක් ඇති යෙදුම් සඳහා වඩාත් සුදුසුය.
මෙම වාසි නිසා SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් ඊළඟ පරම්පරාවේ අර්ධ සන්නායක සඳහා තෝරා ගැනීමේ ද්‍රව්‍යය බවට පත් වේ.
නිතර අසන ප්‍රශ්න: SiC එපිටැක්සියල් වේෆර්
Q1: SiC වේෆරයක් සහ SiC එපිටැක්සියල් වේෆරයක් අතර වෙනස කුමක්ද?
SiC වේෆරයක් යනු තොග උපස්ථරය වන අතර, SiC එපිටැක්සියල් වේෆරයකට උපාංග නිෂ්පාදනයේදී භාවිතා කරන විශේෂයෙන් වගා කරන ලද මාත්‍රණය කළ ස්ථරයක් ඇතුළත් වේ.
Q2: SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් ස්ථර සඳහා ලබා ගත හැකි ඝණකම කුමක්ද?
යෙදුම් අවශ්‍යතා මත පදනම්ව, එපිටැක්සියල් ස්ථර සාමාන්‍යයෙන් මයික්‍රෝමීටර කිහිපයක සිට 100 μm ට වැඩි පරාසයක පවතී.
Q3: SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් ඉහළ උෂ්ණත්ව පරිසරයන් සඳහා සුදුසුද?
ඔව්, SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් 600°C ට වැඩි තත්වයන් යටතේ ක්‍රියා කළ හැකි අතර, සිලිකන් සැලකිය යුතු ලෙස අභිබවා යයි.
Q4: SiC එපිටැක්සියල් වේෆරයේ දෝෂ ඝනත්වය වැදගත් වන්නේ ඇයි?
අඩු දෝෂ ඝනත්වය, විශේෂයෙන් අධි වෝල්ටීයතා යෙදුම් සඳහා උපාංග ක්‍රියාකාරිත්වය සහ අස්වැන්න වැඩි දියුණු කරයි.
Q5: N-වර්ගය සහ P-වර්ගයේ SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් දෙකම තිබේද?
ඔව්, මෙම වර්ග දෙකම නිෂ්පාදනය කරනු ලබන්නේ එපිටැක්සියල් ක්‍රියාවලියේදී නිරවද්‍ය මාත්‍රක වායු පාලනය භාවිතා කරමිනි.
Q6: SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් සඳහා සම්මත වේෆර් ප්‍රමාණයන් මොනවාද?
සම්මත විෂ්කම්භයන් අතරට ඉහළ පරිමාවකින් යුත් නිෂ්පාදන සඳහා අඟල් 2, අඟල් 4, අඟල් 6 සහ වැඩි වැඩියෙන් අඟල් 8 ඇතුළත් වේ.
Q7: SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් පිරිවැය සහ කාර්යක්ෂමතාවයට බලපාන්නේ කෙසේද?
මුලදී සිලිකන් වලට වඩා මිල අධික වුවද, SiC එපිටැක්සියල් වේෆර් පද්ධති ප්‍රමාණය සහ බල අලාභය අඩු කරයි, දිගු කාලීනව මුළු පිරිවැය කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කරයි.
