Ma'lumki, yarimo'tkazgich sohasida yagona kristalli kremniy (Si) dunyodagi eng keng tarqalgan va eng katta hajmli yarimo'tkazgichli asosiy materialdir. Hozirgi vaqtda yarimo'tkazgichli mahsulotlarning 90% dan ortig'i kremniy asosidagi materiallar yordamida ishlab chiqariladi. Zamonaviy energetika sohasida yuqori quvvatli va yuqori voltli qurilmalarga bo'lgan talab ortib borayotganligi sababli, yarimo'tkazgich materiallarining tarmoqli kengligi, parchalanish elektr maydonining kuchi, elektronning to'yinganlik darajasi va issiqlik o'tkazuvchanligi kabi asosiy parametrlariga yanada qat'iy talablar qo'yildi. Bunday sharoitda, keng tarmoqli yarimo'tkazgich materiallari bilan ifodalanadikremniy karbid(SiC) yuqori quvvatli zichlikdagi ilovalarning sevgilisi sifatida paydo bo'ldi.
Murakkab yarimo'tkazgich sifatida,kremniy karbidtabiatda juda kam uchraydi va mineral mozanit shaklida paydo bo'ladi. Hozirgi vaqtda dunyoda sotiladigan deyarli barcha kremniy karbid sun'iy ravishda sintezlanadi. Silikon karbid yuqori qattiqlik, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi, yaxshi issiqlik barqarorligi va yuqori tanqidiy buzilish elektr maydonining afzalliklariga ega. Bu yuqori voltli va yuqori quvvatli yarimo'tkazgichli qurilmalarni tayyorlash uchun ideal materialdir.
Xo'sh, kremniy karbid quvvatli yarimo'tkazgich qurilmalari qanday ishlab chiqariladi?
Kremniy karbid qurilmasini ishlab chiqarish jarayoni va kremniyga asoslangan an'anaviy ishlab chiqarish jarayoni o'rtasidagi farq nima? Ushbu sondan boshlab, “Haqida narsalarSilikon karbid qurilmasiManufacturing” sirlarini birma-bir ochib beradi.
I
Silikon karbid qurilmasini ishlab chiqarish jarayoni
Kremniy karbid qurilmalarini ishlab chiqarish jarayoni odatda kremniyga asoslangan qurilmalarga o'xshaydi, asosan, fotolitografiya, tozalash, doping, etching, plyonka hosil qilish, yupqalash va boshqa jarayonlar. Ko'pgina quvvat qurilmalari ishlab chiqaruvchilari kremniyga asoslangan ishlab chiqarish jarayoniga asoslangan ishlab chiqarish liniyalarini yangilash orqali silikon karbid qurilmalarining ishlab chiqarish ehtiyojlarini qondirishi mumkin. Shu bilan birga, kremniy karbidli materiallarning maxsus xususiyatlari uning qurilmasini ishlab chiqarishdagi ba'zi jarayonlar silikon karbid qurilmalarini yuqori kuchlanish va yuqori oqimga bardosh berish uchun maxsus ishlab chiqish uchun maxsus jihozlarga tayanishi kerakligini aniqlaydi.
II
Silikon karbidli maxsus texnologik modullarga kirish
Silikon karbidli maxsus texnologik modullar asosan in'ektsiya dopingini, eshik strukturasini shakllantirishni, morfologiyani o'chirishni, metallizatsiyani va yupqalash jarayonlarini qamrab oladi.
(1) Injection doping: kremniy karbididagi yuqori uglerod-kremniy bog'lanish energiyasi tufayli, nopoklik atomlari kremniy karbidida tarqalishi qiyin. Silikon karbid qurilmalarini tayyorlashda PN birikmalarining dopingiga faqat yuqori haroratda ion implantatsiyasi orqali erishish mumkin.
Doping odatda bor va fosfor kabi nopok ionlari bilan amalga oshiriladi va doping chuqurligi odatda 0,1 mm ~ 3 mikronni tashkil qiladi. Yuqori energiyali ion implantatsiyasi kremniy karbid materialining panjara tuzilishini yo'q qiladi. Ion implantatsiyasi natijasida yuzaga keladigan panjara shikastlanishini tuzatish va tavlanishning sirt pürüzlülüğüne ta'sirini nazorat qilish uchun yuqori haroratli tavlanish talab qilinadi. Asosiy jarayonlar yuqori haroratli ion implantatsiyasi va yuqori haroratli tavlanishdir.
1-rasm Ion implantatsiyasi va yuqori haroratli tavlanish effektlarining sxematik diagrammasi
(2) Darvoza tuzilishini shakllantirish: SiC / SiO2 interfeysining sifati MOSFETning kanal migratsiyasiga va eshik ishonchliligiga katta ta'sir ko'rsatadi. SiC/SiO2 interfeysidagi osilgan aloqalarni maxsus atomlar (masalan, azot atomlari) bilan qoplash uchun maxsus eshik oksidi va oksidlanishdan keyingi tavlanish jarayonlarini ishlab chiqish kerak, bu yuqori sifatli SiC / SiO2 interfeysi va yuqori qurilmalarning migratsiyasi. Asosiy jarayonlar eshik oksidi yuqori haroratli oksidlanish, LPCVD va PECVD.
2-rasm Oddiy oksid plyonkasi cho'kishi va yuqori haroratli oksidlanishning sxematik diagrammasi
(3) Morfologik qirqish: kremniy karbid materiallari kimyoviy erituvchilarda inertdir va aniq morfologiyani nazorat qilish faqat quruq ishlov berish usullari orqali amalga oshirilishi mumkin; kremniy karbid materiallarining xususiyatlariga ko'ra, niqob materiallari, niqobni qirqish tanlash, aralash gaz, yon devorni nazorat qilish, aşındırma tezligi, yon devorning pürüzlülüğü va boshqalarni ishlab chiqish kerak. Asosiy jarayonlar - yupqa plyonka cho'kishi, fotolitografiya, dielektrik plyonka korroziyasi va quruq ishlov berish jarayonlari.
3-rasm. Kremniy karbidini o'chirish jarayonining sxematik diagrammasi
(4) Metallizatsiya: Qurilmaning manba elektrodi kremniy karbid bilan yaxshi past qarshilikli ohmik aloqa hosil qilish uchun metallni talab qiladi. Bu nafaqat metall yotqizish jarayonini tartibga solish va metall-yarim o'tkazgich kontaktining interfeys holatini nazorat qilishni talab qiladi, balki Schottky to'siq balandligini kamaytirish va metall-kremniy karbid ohmik kontaktga erishish uchun yuqori haroratli tavlanishni talab qiladi. Asosiy jarayonlar - bu metall magnetronning chayqalishi, elektron nurlarining bug'lanishi va tez termal tavlanish.
4-rasm Magnitronli purkash printsipi va metallizatsiya effektining sxematik diagrammasi
(5) Yupqalash jarayoni: Silikon karbid moddasi yuqori qattiqlik, yuqori mo'rtlik va past sinish chidamliligi xususiyatlariga ega. Uning silliqlash jarayoni materialning mo'rt sinishiga moyil bo'lib, gofret yuzasiga va pastki yuzasiga zarar etkazadi. Silikon karbid qurilmalarini ishlab chiqarish ehtiyojlarini qondirish uchun yangi silliqlash jarayonlarini ishlab chiqish kerak. Asosiy jarayonlar silliqlash disklarini yupqalash, plyonkalarni yopishtirish va tozalash va boshqalar.
Shakl 5 Gofretni maydalash / yupqalash printsipining sxematik diagrammasi
Xabar vaqti: 22-oktabr-2024