പവർ ഉപകരണങ്ങൾക്കായുള്ള SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ - 4H-SiC, N-തരം, കുറഞ്ഞ വൈകല്യ സാന്ദ്രത

ഹൃസ്വ വിവരണം:

ആധുനിക ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളുടെ കാതലായ ഭാഗമാണ് SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ, പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന പവർ, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി, ഉയർന്ന താപനില പ്രവർത്തനങ്ങൾക്കായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്തവ. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറിന്റെ ചുരുക്കപ്പേരായ ഒരു SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറിൽ ഒരു ബൾക്ക് SiC സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിന് മുകളിൽ വളർത്തിയ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ളതും നേർത്തതുമായ SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളി അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. പരമ്പരാഗത സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത വേഫറുകളെ അപേക്ഷിച്ച് ഉയർന്ന ഭൗതികവും ഇലക്ട്രോണിക് ഗുണങ്ങളുമുള്ളതിനാൽ ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ, സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡുകൾ, പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ സംവിധാനങ്ങൾ, എയ്‌റോസ്‌പേസ് എന്നിവയിൽ SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ഉപയോഗം അതിവേഗം വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.

ഞങ്ങൾക്ക് ഇമെയിൽ അയയ്ക്കുക

ഫീച്ചറുകൾ

വിശദമായ ഡയഗ്രം

ആമുഖം

SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറിന്റെ ഫാബ്രിക്കേഷൻ തത്വങ്ങൾ

ഒരു SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് വളരെ നിയന്ത്രിതമായ ഒരു കെമിക്കൽ വേപ്പർ ഡിപ്പോസിഷൻ (CVD) പ്രക്രിയ ആവശ്യമാണ്. 1500°C-ൽ കൂടുതലുള്ള താപനിലയിൽ സിലെയ്ൻ (SiH₄), പ്രൊപ്പെയ്ൻ (C₃H₈), ഹൈഡ്രജൻ (H₂) തുടങ്ങിയ വാതകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു മോണോക്രിസ്റ്റലിൻ SiC സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലാണ് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളി സാധാരണയായി വളർത്തുന്നത്. ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള ഈ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ച മികച്ച ക്രിസ്റ്റലിൻ വിന്യാസവും എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളിക്കും സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിനും ഇടയിലുള്ള ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ വൈകല്യങ്ങളും ഉറപ്പാക്കുന്നു.

പ്രക്രിയയിൽ നിരവധി പ്രധാന ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു:

അടിവസ്ത്ര തയ്യാറാക്കൽ: അടിസ്ഥാന SiC വേഫർ വൃത്തിയാക്കി ആറ്റോമിക് മിനുസത്തിലേക്ക് മിനുസപ്പെടുത്തുന്നു.
സിവിഡി വളർച്ച: ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള ഒരു റിയാക്ടറിൽ, വാതകങ്ങൾ പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് ഒരു സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ SiC പാളി അടിവസ്ത്രത്തിൽ നിക്ഷേപിക്കുന്നു.
ഉത്തേജക മരുന്ന് നിയന്ത്രണം: ആവശ്യമുള്ള വൈദ്യുത ഗുണങ്ങൾ നേടുന്നതിനായി എപ്പിറ്റാക്സി സമയത്ത് എൻ-ടൈപ്പ് അല്ലെങ്കിൽ പി-ടൈപ്പ് ഡോപ്പിംഗ് അവതരിപ്പിക്കുന്നു.
പരിശോധനയും മെട്രോളജിയും: പാളിയുടെ കനം, ഡോപ്പിംഗ് സാന്ദ്രത, വൈകല്യ സാന്ദ്രത എന്നിവ പരിശോധിക്കാൻ ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പി, എഎഫ്എം, എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷൻ എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

കനം ഏകത, ഉപരിതല പരന്നത, പ്രതിരോധശേഷി എന്നിവയിൽ കർശനമായ സഹിഷ്ണുത നിലനിർത്താൻ ഓരോ SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറും ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് MOSFET-കൾ, ഷോട്ട്കി ഡയോഡുകൾ, മറ്റ് പവർ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയ്ക്ക് ഈ പാരാമീറ്ററുകൾ ഫൈൻ-ട്യൂൺ ചെയ്യാനുള്ള കഴിവ് അത്യാവശ്യമാണ്.

സ്പെസിഫിക്കേഷൻ

പാരാമീറ്റർ	സ്പെസിഫിക്കേഷൻ
വിഭാഗങ്ങൾ	മെറ്റീരിയൽസ് സയൻസ്, സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ
പോളിടൈപ്പ്	4H
ഉത്തേജക മരുന്ന് ഉപയോഗം	N തരം
വ്യാസം	101 മി.മീ.
വ്യാസം സഹിഷ്ണുത	± 5%
കനം	0.35 മി.മീ.
കനം സഹിഷ്ണുത	± 5%
പ്രൈമറി ഫ്ലാറ്റ് ലെങ്ത്	22 മിമി (± 10%)
ടിടിവി (മൊത്തം കനം വ്യതിയാനം)	≤10 മൈക്രോൺ
വാർപ്പ്	≤25 മൈക്രോൺ
എഫ്ഡബ്ല്യുഎച്ച്എം	≤30 ആർക്ക്-സെക്കൻഡ്
ഉപരിതല ഫിനിഷ്	ആർക്യു ≤0.35 നാനോമീറ്റർ

SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറിന്റെ പ്രയോഗങ്ങൾ

ഒന്നിലധികം മേഖലകളിൽ SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്തതാണ്:

ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ (ഇവി): SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ അധിഷ്ഠിത ഉപകരണങ്ങൾ പവർട്രെയിൻ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ഭാരം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജം: സൗരോർജ്ജ, കാറ്റാടി വൈദ്യുതി സംവിധാനങ്ങൾക്കുള്ള ഇൻവെർട്ടറുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
വ്യാവസായിക വൈദ്യുതി വിതരണങ്ങൾ: കുറഞ്ഞ നഷ്ടങ്ങളോടെ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി, ഉയർന്ന താപനില സ്വിച്ചിംഗ് പ്രാപ്തമാക്കുക.
ബഹിരാകാശവും പ്രതിരോധവും: കരുത്തുറ്റ സെമികണ്ടക്ടറുകൾ ആവശ്യമുള്ള കഠിനമായ ചുറ്റുപാടുകൾക്ക് അനുയോജ്യം.
5G ബേസ് സ്റ്റേഷനുകൾ: SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ ഘടകങ്ങൾ RF ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് ഉയർന്ന പവർ ഡെൻസിറ്റിയെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു.

സിലിക്കൺ വേഫറുകളെ അപേക്ഷിച്ച് SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ കോം‌പാക്റ്റ് ഡിസൈനുകൾ, വേഗത്തിലുള്ള സ്വിച്ചിംഗ്, ഉയർന്ന ഊർജ്ജ പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമത എന്നിവ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.

SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറിന്റെ ഗുണങ്ങൾ

SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ സാങ്കേതികവിദ്യ ഗണ്യമായ നേട്ടങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു:

ഉയർന്ന ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ്: Si വേഫറുകളേക്കാൾ 10 മടങ്ങ് ഉയർന്ന വോൾട്ടേജുകൾ വരെ ചെറുക്കുന്നു.
താപ ചാലകത: SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ താപം വേഗത്തിൽ പുറന്തള്ളുന്നു, ഇത് ഉപകരണങ്ങളെ തണുപ്പായും കൂടുതൽ വിശ്വസനീയമായും പ്രവർത്തിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.
ഉയർന്ന സ്വിച്ചിംഗ് വേഗത: കുറഞ്ഞ സ്വിച്ചിംഗ് നഷ്ടങ്ങൾ ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയും മിനിയേച്ചറൈസേഷനും പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.
വൈഡ് ബാൻഡ്‌ഗാപ്പ്: ഉയർന്ന വോൾട്ടേജുകളിലും താപനിലകളിലും സ്ഥിരത ഉറപ്പാക്കുന്നു.
മെറ്റീരിയൽ ദൃഢത: SiC രാസപരമായി നിഷ്ക്രിയവും യാന്ത്രികമായി ശക്തവുമാണ്, ആവശ്യക്കാരുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്.

ഈ ഗുണങ്ങൾ SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറിനെ അടുത്ത തലമുറയിലെ സെമികണ്ടക്ടറുകൾക്ക് തിരഞ്ഞെടുക്കാനുള്ള വസ്തുവാക്കി മാറ്റുന്നു.

പതിവ് ചോദ്യങ്ങൾ: SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ

ചോദ്യം 1: ഒരു SiC വേഫറും ഒരു SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം എന്താണ്?
ഒരു SiC വേഫർ ബൾക്ക് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, അതേസമയം ഒരു SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറിൽ ഉപകരണ നിർമ്മാണത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രത്യേകം വളർത്തിയ ഡോപ്പ് ചെയ്ത പാളി ഉൾപ്പെടുന്നു.

Q2: SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ പാളികൾക്ക് എന്ത് കനം ലഭ്യമാണ്?
ആപ്ലിക്കേഷന്റെ ആവശ്യകതകളെ ആശ്രയിച്ച്, എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളികൾ സാധാരണയായി കുറച്ച് മൈക്രോമീറ്ററുകൾ മുതൽ 100 μm-ൽ കൂടുതൽ വരെയാണ്.

Q3: ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള പരിതസ്ഥിതികൾക്ക് SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ അനുയോജ്യമാണോ?
അതെ, SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറിന് 600°C-ന് മുകളിലുള്ള സാഹചര്യങ്ങളിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് സിലിക്കണിനെ ഗണ്യമായി മറികടക്കുന്നു.

ചോദ്യം 4: SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറിൽ വൈകല്യ സാന്ദ്രത പ്രധാനമായിരിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?
കുറഞ്ഞ വൈകല്യ സാന്ദ്രത ഉപകരണ പ്രകടനവും വിളവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക്.

ചോദ്യം 5: എൻ-ടൈപ്പ്, പി-ടൈപ്പ് SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറുകൾ രണ്ടും ലഭ്യമാണോ?
അതെ, എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പ്രക്രിയയിൽ കൃത്യമായ ഡോപന്റ് വാതക നിയന്ത്രണം ഉപയോഗിച്ചാണ് രണ്ട് തരങ്ങളും നിർമ്മിക്കുന്നത്.

ചോദ്യം 6: SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറിന് സ്റ്റാൻഡേർഡ് ആയ വേഫർ വലുപ്പങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്?
ഉയർന്ന അളവിലുള്ള നിർമ്മാണത്തിന് സ്റ്റാൻഡേർഡ് വ്യാസങ്ങളിൽ 2-ഇഞ്ച്, 4-ഇഞ്ച്, 6-ഇഞ്ച്, 8-ഇഞ്ച് എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

ചോദ്യം 7: SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ ചെലവിനെയും കാര്യക്ഷമതയെയും എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നു?
തുടക്കത്തിൽ സിലിക്കണിനേക്കാൾ വില കൂടുതലാണെങ്കിലും, SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ സിസ്റ്റത്തിന്റെ വലുപ്പവും വൈദ്യുതി നഷ്ടവും കുറയ്ക്കുന്നു, ദീർഘകാലാടിസ്ഥാനത്തിൽ മൊത്തം ചെലവ് കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

മുമ്പത്തെ: തെർമോകപ്പിളിന്റെ വിശ്വാസ്യത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന സഫയർ ട്യൂബുകൾ

അടുത്തത്: 4H-N ടൈപ്പ് SiC എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ ഹൈ വോൾട്ടേജ് ഹൈ ഫ്രീക്വൻസി