English

ویفر اپیتکسیال SiC برای دستگاه‌های قدرت - 4H-SiC، نوع N، چگالی نقص کم

ویفر اپیتکسیال SiC برای دستگاه‌های قدرت - 4H-SiC، نوع N، چگالی نقص کم تصویر ویژه
  • ویفر اپیتکسیال SiC برای دستگاه‌های قدرت - 4H-SiC، نوع N، چگالی نقص کم
  • ویفر اپیتکسیال SiC برای دستگاه‌های قدرت - 4H-SiC، نوع N، چگالی نقص کم
  • ویفر اپیتکسیال SiC برای دستگاه‌های قدرت - 4H-SiC، نوع N، چگالی نقص کم

شرح مختصر:

ویفر اپیتکسیال SiC در هسته دستگاه‌های نیمه‌هادی مدرن با کارایی بالا، به ویژه آن‌هایی که برای عملیات با توان بالا، فرکانس بالا و دمای بالا طراحی شده‌اند، قرار دارد. ویفر اپیتکسیال SiC که مخفف Silicon Carbide Epitaxial Wafer است، از یک لایه اپیتکسیال SiC نازک و با کیفیت بالا تشکیل شده است که بر روی یک زیرلایه SiC حجیم رشد می‌کند. استفاده از فناوری ویفر اپیتکسیال SiC به دلیل خواص فیزیکی و الکترونیکی برتر آن در مقایسه با ویفرهای مبتنی بر سیلیکون معمولی، به سرعت در حال گسترش در وسایل نقلیه الکتریکی، شبکه‌های هوشمند، سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر و هوافضا است.


ویژگی‌ها

نمودار تفصیلی

ویفر اپیتکسیال SiC-4
ویفر اپیتاکسیال SiC-6 - 副本

مقدمه

ویفر اپیتکسیال SiC در هسته دستگاه‌های نیمه‌هادی مدرن با کارایی بالا، به ویژه آن‌هایی که برای عملیات با توان بالا، فرکانس بالا و دمای بالا طراحی شده‌اند، قرار دارد. ویفر اپیتکسیال SiC که مخفف Silicon Carbide Epitaxial Wafer است، از یک لایه اپیتکسیال SiC نازک و با کیفیت بالا تشکیل شده است که بر روی یک زیرلایه SiC حجیم رشد می‌کند. استفاده از فناوری ویفر اپیتکسیال SiC به دلیل خواص فیزیکی و الکترونیکی برتر آن در مقایسه با ویفرهای مبتنی بر سیلیکون معمولی، به سرعت در حال گسترش در وسایل نقلیه الکتریکی، شبکه‌های هوشمند، سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر و هوافضا است.

اصول ساخت ویفر اپیتکسیال SiC

ساخت ویفر اپیتاکسیال SiC نیازمند یک فرآیند رسوب بخار شیمیایی (CVD) با کنترل بسیار بالا است. لایه اپیتاکسیال معمولاً با استفاده از گازهایی مانند سیلان (SiH₄)، پروپان (C₃H₈) و هیدروژن (H₂) در دماهای بالاتر از 1500 درجه سانتیگراد، روی یک زیرلایه SiC تک کریستالی رشد می‌کند. این رشد اپیتاکسیال در دمای بالا، ترازبندی کریستالی عالی و حداقل نقص بین لایه اپیتاکسیال و زیرلایه را تضمین می‌کند.

این فرآیند شامل چندین مرحله کلیدی است:

  1. آماده سازی بسترویفر پایه SiC تمیز و تا سطح اتمی صیقل داده می‌شود.

  2. رشد بیماری‌های قلبی عروقیدر یک راکتور با خلوص بالا، گازها واکنش می‌دهند تا یک لایه SiC تک کریستالی روی زیرلایه رسوب کند.

  3. کنترل دوپینگآلایش نوع N یا نوع P در طول اپیتاکسی برای دستیابی به خواص الکتریکی مطلوب اعمال می‌شود.

  4. بازرسی و اندازه شناسیمیکروسکوپ نوری، AFM و پراش پرتو ایکس برای تأیید ضخامت لایه، غلظت آلایش و چگالی نقص استفاده می‌شوند.

هر ویفر اپیتکسیال SiC به دقت تحت نظارت قرار می‌گیرد تا تلورانس‌های دقیقی در یکنواختی ضخامت، صافی سطح و مقاومت ویژه حفظ شود. توانایی تنظیم دقیق این پارامترها برای MOSFETهای ولتاژ بالا، دیودهای شاتکی و سایر دستگاه‌های قدرت ضروری است.

مشخصات

پارامتر مشخصات
دسته‌ها علوم مواد، زیرلایه‌های تک کریستالی
پلی‌تایپ 4H
دوپینگ نوع N
قطر ۱۰۱ میلی‌متر
تحمل قطر ± ۵٪
ضخامت ۰.۳۵ میلی‌متر
تحمل ضخامت ± ۵٪
طول تخت اولیه ۲۲ میلی‌متر (± ۱۰٪)
TTV (تغییرات ضخامت کل) ≤10 میکرومتر
وارپ ≤25 میکرومتر
اف دبلیو اچ ام ≤30 ثانیه قوسی
پرداخت سطح Rq ≤0.35 نانومتر

کاربردهای ویفر اپیتکسیال SiC

محصولات ویفر اپیتکسیال SiC در بخش‌های مختلف ضروری هستند:

  • وسایل نقلیه الکتریکی (EV)قطعات مبتنی بر ویفر اپیتکسیال SiC، راندمان سیستم انتقال قدرت را افزایش و وزن را کاهش می‌دهند.

  • انرژی تجدیدپذیر: در اینورترهای سیستم های برق خورشیدی و بادی استفاده می شود.

  • منبع تغذیه صنعتی: فعال کردن سوئیچینگ با فرکانس بالا و دمای بالا با تلفات کمتر.

  • هوافضا و دفاعایده‌آل برای محیط‌های خشن که به نیمه‌رساناهای مقاوم نیاز دارند.

  • ایستگاه‌های پایه 5Gاجزای ویفر اپیتکسیال SiC از چگالی توان بالاتری برای کاربردهای RF پشتیبانی می‌کنند.

ویفر اپیتکسیال SiC در مقایسه با ویفرهای سیلیکونی، طراحی‌های جمع‌وجور، سوئیچینگ سریع‌تر و راندمان تبدیل انرژی بالاتری را امکان‌پذیر می‌کند.

مزایای ویفر اپیتکسیال SiC

فناوری ویفر اپیتکسیال SiC مزایای قابل توجهی ارائه می‌دهد:

  1. ولتاژ شکست بالا: ولتاژهایی تا 10 برابر بیشتر از ویفرهای Si را تحمل می‌کند.

  2. رسانایی حرارتیویفر اپیتکسیال SiC گرما را سریع‌تر دفع می‌کند و به دستگاه‌ها اجازه می‌دهد خنک‌تر و با اطمینان بیشتری کار کنند.

  3. سرعت سوئیچینگ بالاتلفات سوئیچینگ کمتر، راندمان بالاتر و کوچک‌سازی را امکان‌پذیر می‌سازد.

  4. باندگپ عریض: پایداری در ولتاژها و دماهای بالاتر را تضمین می‌کند.

  5. استحکام موادSiC از نظر شیمیایی بی‌اثر و از نظر مکانیکی قوی است و برای کاربردهای دشوار ایده‌آل است.

این مزایا، ویفر اپیتکسیال SiC را به ماده‌ی انتخابی برای نسل بعدی نیمه‌رساناها تبدیل می‌کند.

سوالات متداول: ویفر اپیتکسیال SiC

Q1: تفاوت بین ویفر SiC و ویفر اپیتکسیال SiC چیست؟
ویفر SiC به زیرلایه حجیم اشاره دارد، در حالی که ویفر اپیتکسیال SiC شامل یک لایه آلاییده شده با رشد ویژه است که در ساخت دستگاه استفاده می‌شود.

Q2: چه ضخامت‌هایی برای لایه‌های ویفر اپیتکسیال SiC موجود است؟
لایه‌های اپیتاکسیال معمولاً بسته به نیاز کاربرد، از چند میکرومتر تا بیش از ۱۰۰ میکرومتر متغیر هستند.

Q3: آیا ویفر اپیتکسیال SiC برای محیط‌های با دمای بالا مناسب است؟
بله، ویفر اپیتکسیال SiC می‌تواند در شرایط بالاتر از ۶۰۰ درجه سانتیگراد کار کند و به طور قابل توجهی از سیلیکون بهتر عمل کند.

Q4: چرا چگالی نقص در ویفر اپیتکسیال SiC مهم است؟
چگالی نقص کمتر، عملکرد و بازده دستگاه را، به ویژه برای کاربردهای ولتاژ بالا، بهبود می‌بخشد.

Q5: آیا ویفرهای اپیتکسیال SiC نوع N و نوع P هر دو موجود هستند؟
بله، هر دو نوع با استفاده از کنترل دقیق گاز ناخالصی در طول فرآیند اپیتاکسیال تولید می‌شوند.

Q6: چه اندازه ویفر برای ویفر اپیتکسیال SiC استاندارد است؟
قطرهای استاندارد شامل ۲ اینچ، ۴ اینچ، ۶ اینچ و به طور فزاینده‌ای ۸ اینچ برای تولید با حجم بالا است.

Q7: ویفر اپیتکسیال SiC چگونه بر هزینه و کارایی تأثیر می‌گذارد؟
اگرچه در ابتدا گران‌تر از سیلیکون است، ویفر اپیتکسیال SiC اندازه سیستم و اتلاف توان را کاهش می‌دهد و در درازمدت راندمان کل هزینه را بهبود می‌بخشد.

  • قبلی:
  • بعدی:

    • محصولات مرتبط

    پیام خود را اینجا بنویسید و برای ما ارسال کنید
    برای جستجو اینتر و برای بستن ESC بزنید