English

SiC epitaksialwafer for kraftenheter – 4H-SiC, N-type, lav defekttetthet

SiC epitaksialwafer for kraftenheter – 4H-SiC, N-type, lav defekttetthet Fremhevet bilde
  • SiC epitaksialwafer for kraftenheter – 4H-SiC, N-type, lav defekttetthet
  • SiC epitaksialwafer for kraftenheter – 4H-SiC, N-type, lav defekttetthet
  • SiC epitaksialwafer for kraftenheter – 4H-SiC, N-type, lav defekttetthet

Kort beskrivelse:

SiC-epitaksialwaferen er kjernen i moderne høyytelses halvlederkomponenter, spesielt de som er designet for drift med høy effekt, høy frekvens og høy temperatur. En forkortelse for Silicon Carbide Epitaxial Wafer er en epitaksialwafer av silisiumkarbid, og består av et tynt epitaksiallag av høy kvalitet, SiC, som er dyrket oppå et bulk-SiC-substrat. Bruken av SiC-epitaksialwaferteknologi er i rask vekst innen elektriske kjøretøy, smarte nett, fornybare energisystemer og luftfart på grunn av dens overlegne fysiske og elektroniske egenskaper sammenlignet med konvensjonelle silisiumbaserte wafere.


Funksjoner

Detaljert diagram

SiC epitaksial wafer-4
SiC Epitaxial Wafer-6 - 副本

Introduksjon

SiC-epitaksialwaferen er kjernen i moderne høyytelses halvlederkomponenter, spesielt de som er designet for drift med høy effekt, høy frekvens og høy temperatur. En forkortelse for Silicon Carbide Epitaxial Wafer er en epitaksialwafer av silisiumkarbid, og består av et tynt epitaksiallag av høy kvalitet, SiC, som er dyrket oppå et bulk-SiC-substrat. Bruken av SiC-epitaksialwaferteknologi er i rask vekst innen elektriske kjøretøy, smarte nett, fornybare energisystemer og luftfart på grunn av dens overlegne fysiske og elektroniske egenskaper sammenlignet med konvensjonelle silisiumbaserte wafere.

Fabrikasjonsprinsipper for SiC epitaksialwafer

Å lage en SiC epitaksialwafer krever en svært kontrollert kjemisk dampavsetningsprosess (CVD). Det epitaksiale laget dyrkes vanligvis på et monokrystallinsk SiC-substrat ved bruk av gasser som silan (SiH₄), propan (C₃H₈) og hydrogen (H₂) ved temperaturer over 1500 °C. Denne høytemperatur epitaksiale veksten sikrer utmerket krystallinsk justering og minimale defekter mellom det epitaksiale laget og substratet.

Prosessen inkluderer flere viktige stadier:

  1. SubstratforberedelseSiC-basisskiven rengjøres og poleres til atomglatthet.

  2. HV-vekstI en høyrenhetsreaktor reagerer gasser og avsetter et enkeltkrystallinsk SiC-lag på substratet.

  3. DopingkontrollN-type eller P-type doping introduseres under epitaksi for å oppnå ønskede elektriske egenskaper.

  4. Inspeksjon og metrologiOptisk mikroskopi, AFM og røntgendiffraksjon brukes til å verifisere lagtykkelse, dopingkonsentrasjon og defekttetthet.

Hver SiC epitaksialwafer overvåkes nøye for å opprettholde tette toleranser i tykkelsesjevnhet, overflateflathet og resistivitet. Evnen til å finjustere disse parameterne er avgjørende for høyspennings-MOSFET-er, Schottky-dioder og andre kraftenheter.

Spesifikasjon

Parameter Spesifikasjon
Kategorier Materialvitenskap, enkeltkrystallsubstrater
Polytype 4H
Doping N-type
Diameter 101 mm
Diametertoleranse ± 5 %
Tykkelse 0,35 mm
Tykkelsestoleranse ± 5 %
Primær flat lengde 22 mm (± 10 %)
TTV (Total tykkelsesvariasjon) ≤10 µm
Forvrengning ≤25 µm
FWHM ≤30 buesekunder
Overflatebehandling Rq ≤0,35 nm

Anvendelser av SiC epitaksial wafer

SiC epitaksiale waferprodukter er uunnværlige i flere sektorer:

  • Elektriske kjøretøy (EV-er)Enheter basert på epitaksiale wafere i SiC øker drivverkets effektivitet og reduserer vekten.

  • Fornybar energiBrukes i omformere for sol- og vindkraftanlegg.

  • Industrielle strømforsyningerMuliggjør høyfrekvent, høytemperatur-svitsjing med lavere tap.

  • Luftfart og forsvarIdeell for tøffe miljøer som krever robuste halvledere.

  • 5G-basestasjonerSiC epitaksiale waferkomponenter støtter høyere effekttettheter for RF-applikasjoner.

SiC epitaksialwaferen muliggjør kompakte design, raskere bytte og høyere energiomformingseffektivitet sammenlignet med silisiumskiver.

Fordeler med SiC epitaksial wafer

SiC epitaksial waferteknologi tilbyr betydelige fordeler:

  1. Høy gjennombruddsspenningTåler spenninger opptil 10 ganger høyere enn Si-wafere.

  2. Termisk konduktivitetSiC epitaksialwafer avgir varme raskere, slik at enhetene kjører kjøligere og mer pålitelig.

  3. Høye byttehastigheterLavere koblingstap muliggjør høyere effektivitet og miniatyrisering.

  4. Bredt båndgapSikrer stabilitet ved høyere spenninger og temperaturer.

  5. Materialets robusthetSiC er kjemisk inert og mekanisk sterkt, ideelt for krevende applikasjoner.

Disse fordelene gjør SiC epitaksialwaferen til det foretrukne materialet for neste generasjon halvledere.

Vanlige spørsmål: SiC epitaksial wafer

Q1: Hva er forskjellen mellom en SiC-wafer og en SiC epitaksialwafer?
En SiC-wafer refererer til bulksubstratet, mens en SiC epitaksialwafer inkluderer et spesialdyrket dopet lag som brukes i enhetsfabrikasjon.

Q2: Hvilke tykkelser er tilgjengelige for SiC epitaksiale waferlag?
Epitaksiale lag varierer vanligvis fra noen få mikrometer til over 100 μm, avhengig av applikasjonskrav.

Q3: Er SiC epitaksialwafer egnet for miljøer med høy temperatur?
Ja, SiC epitaksialwafer kan operere under forhold over 600 °C, og yter betydelig bedre enn silisium.

Q4: Hvorfor er defekttetthet viktig i SiC epitaksialwafer?
Lavere defekttetthet forbedrer enhetens ytelse og utbytte, spesielt for høyspenningsapplikasjoner.

Q5: Finnes både N-type og P-type SiC epitaksiale wafere?
Ja, begge typene produseres ved hjelp av presis dopantgasskontroll under den epitaksiale prosessen.

Q6: Hvilke waferstørrelser er standard for SiC epitaksialwafer?
Standarddiametre inkluderer 2 tommer, 4 tommer, 6 tommer og i økende grad 8 tommer for produksjon i store volum.

Q7: Hvordan påvirker SiC epitaksialwafer kostnader og effektivitet?
Selv om den i utgangspunktet er dyrere enn silisium, reduserer SiC epitaksialwafer systemstørrelse og effekttap, noe som forbedrer den totale kostnadseffektiviteten på lang sikt.

  • Tidligere:
  • Neste:

    • Relaterte produkter

    Skriv meldingen din her og send den til oss
    Trykk enter for å søke eller ESC for å lukke