Πλαίσια SIC τύπου P-8 ιντσών

Τα Semicorex 8-ιντσών P-Type SIC Gafers αντιπροσωπεύουν μια ανακάλυψη στην ευρεία τεχνολογία ημιαγωγών Bandgap, προσφέροντας ανώτερες επιδόσεις για εφαρμογές υψηλής ισχύος, υψηλής συχνότητας και υψηλής θερμοκρασίας. Κατασκευάζεται με υπερσύγχρονες διαδικασίες ανάπτυξης και πλακιδίων. Προκειμένου να πραγματοποιηθεί οι λειτουργίες διαφόρων συσκευών ημιαγωγών, η αγωγιμότητα των υλικών ημιαγωγών πρέπει να ελέγχεται με ακρίβεια. Το Doping τύπου P είναι ένα από τα σημαντικά μέσα για την αλλαγή της αγωγιμότητας του SIC. Η εισαγωγή ατόμων ακαθαρσίας με μικρό αριθμό ηλεκτρονίων σθένους (συνήθως αλουμίνιο) στο πλέγμα SIC θα σχηματίσει θετικά φορτισμένες "τρύπες". Αυτές οι τρύπες μπορούν να συμμετάσχουν στη αγωγιμότητα ως φορείς, καθιστώντας το υλικό SIC να παρουσιάζουν αγωγιμότητα τύπου Ρ. Το Doping τύπου P είναι απαραίτητο για την κατασκευή ποικίλων συσκευών ημιαγωγών, όπως MOSFETs, διόδους και τρανζίστορ διπολικής σύνδεσης, τα οποία βασίζονται σε διασταυρώσεις P-N για να επιτύχουν τις συγκεκριμένες λειτουργίες τους. Το αλουμίνιο (AL) είναι ένα συνήθως χρησιμοποιούμενο p-type dopant στο SIC. Σε σύγκριση με το βόριο, το αλουμίνιο είναι γενικά πιο κατάλληλο για την απόκτηση βαριά στρώματα SIC με χαμηλή αντοχή. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το αλουμίνιο έχει ένα ρηχότερο επίπεδο ενέργειας δέκτη και είναι πιο πιθανό να καταλαμβάνει τη θέση των ατόμων πυριτίου στο πλέγμα SIC, επιτυγχάνοντας έτσι υψηλότερη αποτελεσματικότητα του ντόπινγκ. Η κύρια μέθοδος για το Doping SIC των δισκίων τύπου P είναι η εμφύτευση ιόντων, η οποία συνήθως απαιτεί ανόπτηση σε υψηλές θερμοκρασίες άνω των 1500 ° C για να ενεργοποιήσει τα εμφυτευμένα άτομα αλουμινίου, επιτρέποντάς τους να εισέλθουν στη θέση αντικατάστασης του πλέγματος SIC και να διαδραματίσουν τον ηλεκτρικό τους ρόλο. Λόγω του χαμηλού ρυθμού διάχυσης των προσομοιωμάτων στο SIC, η τεχνολογία εμφύτευσης ιόντων μπορεί να ελέγξει με ακρίβεια το βάθος της εμφύτευσης και τη συγκέντρωση των ακαθαρσιών, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για την κατασκευή συσκευών υψηλής απόδοσης.

Η επιλογή των ντοπατών και της διαδικασίας ντόπινγκ (όπως η ανόπτηση υψηλής θερμοκρασίας μετά την εμφύτευση ιόντων) αποτελούν βασικούς παράγοντες που επηρεάζουν τις ηλεκτρικές ιδιότητες των συσκευών SIC. Η ενέργεια του ιονισμού και η διαλυτότητα του ντόπου καθορίζουν άμεσα τον αριθμό των ελεύθερων φορέων. Οι διεργασίες εμφύτευσης και ανόπτησης επηρεάζουν την αποτελεσματική δέσμευση και την ηλεκτρική ενεργοποίηση των ατόμων του ντόπου στο πλέγμα. Αυτοί οι παράγοντες καθορίζουν τελικά την ανοχή τάσης, την ικανότητα μεταφοράς ρεύματος και τα χαρακτηριστικά μεταγωγής της συσκευής. Η ανόπτηση υψηλής θερμοκρασίας απαιτείται συνήθως για την επίτευξη ηλεκτρικής ενεργοποίησης των ντοπατών στο SIC, το οποίο αποτελεί σημαντικό βήμα κατασκευής. Τέτοιες υψηλές θερμοκρασίες ανόπτησης θέτουν υψηλές απαιτήσεις στον εξοπλισμό και τον έλεγχο των διαδικασιών, οι οποίες πρέπει να ελέγχονται με ακρίβεια για να αποφευχθεί η εισαγωγή ελαττωμάτων στο υλικό ή η μείωση της ποιότητας του υλικού. Οι κατασκευαστές πρέπει να βελτιστοποιήσουν τη διαδικασία ανόπτησης για να εξασφαλίσουν επαρκή ενεργοποίηση των προσομοιώσεων, ενώ ελαχιστοποιούν τις δυσμενείς επιπτώσεις στην ακεραιότητα των πλακιδίων.

Το υψηλής ποιότητας, χαμηλής αντοχής σε υπόστρωμα καρβιδίου πυριτίου τύπου P που παράγεται από τη μέθοδο υγρής φάσης θα επιταχύνει σημαντικά την ανάπτυξη SIC-IGBT υψηλής απόδοσης και θα συνειδητοποιήσει τον εντοπισμό συσκευών υψηλής ποιότητας υπερ-υψηλής τάσης. Η μέθοδος υγρής φάσης έχει το πλεονέκτημα της καλλιέργειας κρυστάλλων υψηλής ποιότητας. Η αρχή της ανάπτυξης των κρυστάλλων καθορίζει ότι μπορούν να καλλιεργηθούν κρυστάλλους καρβιδίου πυριτίου εξαιρετικά υψηλής ποιότητας και έχουν ληφθεί κρυστάλλοι καρβιδίου πυριτίου με χαμηλές διαστημένες και σφάλματα μηδενικής στοίβαξης. Το υπόστρωμα καρβιδίου πυριτίου 4 μοιρών τύπου Ρ-τύπου 4-degree που παρασκευάζεται με τη μέθοδο υγρής φάσης έχει αντίσταση μικρότερη από 200mΩ · cm, ενιαία κατανομή αντίστασης σε επίπεδο και καλή κρυσταλλικότητα.

Ρ υποστρώματα καρβιδίου πυριτίου τύπου Ρ χρησιμοποιούνται γενικά για τη δημιουργία συσκευών ισχύος, όπως τα διπολικά τρανζίστορ πύλης (IGBT).

IGBT = MOSFET + BJT, το οποίο είναι ένας διακόπτης που είναι είτε ενεργοποιημένος είτε απενεργοποιημένος. MOSFET = IGFET (Transistor πεδίου ημιαγωγού μεταλλικού οξειδίου, ή μονωμένο τρανζίστορ επιπέδου πεδίου πύλης). BJT (τρανζίστορ διπολικής σύνδεσης, επίσης γνωστό ως Triode), το διπολικό σημαίνει ότι όταν εργάζεστε, δύο τύποι μεταφορέων, ηλεκτρόνων και οπών, συμμετέχουν στη διαδικασία αγωγιμότητας, γενικά μια διασταύρωση PN συμμετέχει στην αγωγή.

Η μέθοδος υγρής φάσης είναι μια πολύτιμη τεχνική για την παραγωγή υποστρωμάτων SIC τύπου Ρ με ελεγχόμενο ντόπινγκ και υψηλή ποιότητα κρυστάλλων. Παρόλο που αντιμετωπίζει προκλήσεις, τα πλεονεκτήματά του καθιστούν κατάλληλο για συγκεκριμένες εφαρμογές σε ηλεκτρονικά υψηλής ισχύος. Η χρήση του αλουμινίου ως προσιτού είναι ο πιο συνηθισμένος τρόπος για να δημιουργήσετε το SIC τύπου P.

Η ώθηση για υψηλότερη απόδοση, η υψηλότερη πυκνότητα ισχύος και η μεγαλύτερη αξιοπιστία στα ηλεκτρονικά ισχύος (για ηλεκτρικά οχήματα, οι μετατροπείς ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, οι βιομηχανικές κινητικές κινήσεις, τα τροφοδοτικά κλπ.) Απαιτούν συσκευές SIC που λειτουργούν πιο κοντά στα θεωρητικά όρια του υλικού. Τα ελαττώματα που προέρχονται από το υπόστρωμα είναι ένας σημαντικός περιοριστικός παράγοντας. Το P-Type SIC έχει ιστορικά πιο επιρρεπής σε ελάττωμα από τον τύπο Ν όταν καλλιεργείται από παραδοσιακό PVT. Επομένως, τα υποστρώματα SIC τύπου P-Low-Defect, που ενεργοποιούνται από μεθόδους όπως το LPM, είναι κρίσιμοι για την επόμενη γενιά προηγμένων συσκευών ισχύος SIC, ιδιαίτερα MOSFET και διόδους.