Lapisan Epitaxial: Yayasan Piranti Semikonduktor Lanjut

Gambar 1: Nggambarake korélasi antara konsentrasi doping, kekandelan lapisan, lan tegangan rusak kanggo piranti unipolar.

Nyiapake lapisan epitaxial SiC utamane kalebu teknik kayata Pertumbuhan Penguapan, Epitaksi Fase Cairan (LPE), Epitaksi Beam Molekul (MBE), lan Deposisi Uap Kimia (CVD), kanthi CVD minangka metode utama kanggo produksi massal ing pabrik.

Tabel 1: Nyedhiyakake ringkesan komparatif babagan metode persiapan lapisan epitaxial utama.

A pendekatan groundbreaking melu wutah ing off-axis {0001} substrat ing amba miring tartamtu, minangka digambarke ing Figure 2(b). Cara iki sacara signifikan nambah Kapadhetan langkah nalika ngurangi ukuran langkah, nggampangake nukleasi utamané ing situs bunching langkah lan kanthi mangkono, saéngga lapisan epitaxial sampurna niru urutan numpuk substrat, mbusak coexistence polytypes.

Gambar 2: Nuduhake proses fisik epitaksi sing dikontrol langkah ing 4H-SiC.

Gambar 3: Nuduhake kahanan kritis kanggo pertumbuhan CVD ing epitaksi sing dikontrol langkah kanggo 4H-SiC.

Gambar 4: Mbandhingake tingkat pertumbuhan ing sumber silikon sing beda kanggo epitaksi 4H-SiC.

Ing dunyo aplikasi voltase kurang lan medium (contone, piranti 1200V), teknologi epitaxy SiC wis tekan tahap diwasa, nawakake keseragaman sing relatif unggul ing kekandelan, konsentrasi doping, lan distribusi cacat, nyukupi syarat kanggo SBD voltase kurang lan medium. , MOS, piranti JBS, lan liya-liyane.

Nanging, domain voltase dhuwur isih menehi tantangan sing signifikan. Contone, piranti sing dirating ing 10000V mbutuhake lapisan epitaxial kira-kira 100μm nglukis, nanging lapisan iki nuduhake kekandelan banget mlarat lan doping uniformity dibandhingake karo rekan-rekan voltase kurang, ora kanggo sebutno impact ngrugekake saka cacat segitiga ing kinerja piranti sakabèhé. Aplikasi voltase dhuwur, sing cenderung milih piranti bipolar, uga ngetrapake tuntutan sing ketat babagan umur operator minoritas, mbutuhake optimasi proses kanggo nambah parameter iki.

Saiki, pasar didominasi wafer epitaxial SiC 4 inci lan 6 inci, kanthi bertahap nambah proporsi wafer epitaxial SiC diameter gedhe. Ukuran wafer epitaxial SiC dhasar ditemtokake dening dimensi substrat SiC. Kanthi substrat SiC 6 inci sing saiki kasedhiya kanthi komersial, transisi saka epitaksi SiC 4 inci dadi 6 inci terus ditindakake.

Nalika teknologi fabrikasi substrat SiC maju lan kapasitas produksi mundhak, biaya substrat SiC saya suda. Amarga substrat nyathet luwih saka 50% biaya wafer epitaxial, rega substrat sing mudhun bakal nyebabake biaya sing luwih murah kanggo epitaksi SiC, saengga njanjeni masa depan sing luwih cerah kanggo industri kasebut.**