8-tuumainen P-tyypin sic-kiekot

Semicorex 8-tuumaiset P-tyypin sic-kiekot edustavat läpimurtoa laaja-alaisessa puolijohdeteknologiassa, joka tarjoaa erinomaisen suorituskyvyn suuritehoisille, korkean taajuuden ja korkean lämpötilan sovelluksille. Valmistettu huipputeknisillä kidekasvu- ja heilutusprosesseilla. Eri puolijohdelaitteiden toimintojen toteuttamiseksi puolijohdemateriaalien johtavuutta on valvottava tarkasti. P-tyypin seostus on yksi tärkeimmistä keinoista muuttaa SIC: n johtavuutta. Epäpuhtausatomien käyttöönotto pienellä määrällä valenssielektroneja (yleensä alumiini) sic -hilaan muodostaa positiivisesti varautuneet "reikiä". Nämä reiät voivat osallistua johtavuuteen kantajina, jolloin SIC-materiaali on P-tyypin johtavuus. P-tyypin doping on välttämätöntä monien puolijohdelaitteiden, kuten MOSFET: ien, diodien ja bipolaaristen risteystransistorien, valmistukseen, jotka kaikki luottavat P-N-risteyksiin niiden spesifisten toimintojen saavuttamiseksi. Alumiini (AL) on yleisesti käytetty P-tyypin lisäaine SIC: ssä. Booriin verrattuna alumiini on yleensä sopivampi voimakkaasti seostettujen, matalan kestävien SIC-kerrosten saamiseksi. Tämä johtuu siitä, että alumiinilla on matalampi vastaanottajan energiataso ja se todennäköisemmin vie piidiomien sijainnin sic -hilassa, mikä saavuttaa suuremman dopingin tehokkuuden. P-tyyppisen Doping SIC -kiekkojen päämenetelmä on ionin implantaatio, joka vaatii yleensä hehkutuksen korkeissa lämpötiloissa yli 1500 ° C: n aktivoimiseksi implantoiduilla alumiiniatomilla, jolloin he pääsevät sic-hilan korvausasentoon ja toimittamaan sähköisen roolinsa. SIC: n alhaisen lisäaineiden diffuusioasteen vuoksi ionin implantointitekniikka voi tarkasti hallita implantoinnin syvyyttä ja epäpuhtauksien pitoisuutta, mikä on ratkaisevan tärkeää korkean suorituskyvyn laitteiden valmistuksessa.

Lisäaineiden valinta ja dopingprosessi (kuten korkean lämpötilan hehkutus ionin implantaation jälkeen) ovat keskeisiä tekijöitä, jotka vaikuttavat sic-laitteiden sähköisiin ominaisuuksiin. Lisäaineen ionisaatioenergia ja liukoisuus määrittävät suoraan vapaiden kantajien lukumäärän. Implantaatio- ja hehkutusprosessit vaikuttavat lisäatomien tehokkaaseen sitoutumiseen ja sähköiseen aktivointiin hilassa. Nämä tekijät määrittävät viime kädessä jännitteen sietokyvyn, virrankantokapasiteetin ja laitteen kytkentäominaisuudet. Korkean lämpötilan hehkutus tarvitaan yleensä SIC: n lisäaineiden sähköisen aktivoinnin saavuttamiseksi, mikä on tärkeä valmistusvaihe. Tällaiset korkeat hehkutuslämpötilat asettavat korkeat laitteet ja prosessinhallinnan vaatimukset, joita on valvottava tarkasti materiaalin vikojen aiheuttamiseksi tai materiaalin laadun vähentämiseksi. Valmistajien on optimoitava hehkutusprosessi varmistaakseen lisäaineiden riittävän aktivoinnin ja minimoimalla haitalliset vaikutukset kiekkojen eheyteen.

Nestemäisellä faasimenetelmällä tuotettu korkealaatuinen, matalan kestävyys P-tyypin piilarbidisubstraatti nopeuttaa huomattavasti korkean suorituskyvyn SIC-IGBT: n kehitystä ja toteuttaa huippuluokan erittäin korkean jännitevoimalaitteiden lokalisointia. Nestefaasimenetelmällä on etuna korkealaatuisia kiteitä. Kidekasvuperiaate määrittää, että erittäin korkealaatuista piiharbidikiteitä voidaan kasvattaa ja piikarbidikiteitä, joilla on alhaiset läpikulut ja nolla pinontavirheet. Nestefaasimenetelmällä valmistetun P-tyypin 4 asteen kulmankulmahakulakarbidisubstraatin resistiivisyys on alle 200 mΩ · cm, tasaisen tasossa olevan resistiivisyyden jakautumisen ja hyvän kiteisyyden.

P-tyypin piikarbidisubstraatteja käytetään yleensä teholaitteiden, kuten eristettyjen porttien bipolaaristen transistorien (IGBT) valmistukseen.

IGBT = MOSFET + BJT, joka on kytkin, joka on joko päällä tai pois päältä. MOSFET = IGFET (metallioksidi puolijohdekenttätransistori tai eristetty porttikenttätransistori). BJT (bipolaarinen liitäntätransistori, joka tunnetaan myös nimellä triodi), kaksisuuntainen bipolaarinen tarkoittaa, että työskennellessäsi kahden tyyppisiä kantajia, elektroneja ja reikiä osallistuvat johtamisprosessiin, yleensä PN -risteys osallistuu johtavuuteen.

Nestemäinen faasimenetelmä on arvokas tekniikka P-tyypin SIC-substraattien tuottamiseksi, jolla on hallittu doping ja korkea kidekaali. Vaikka sen edut tekevät siitä haasteita, ne tekevät siitä sopivan tiettyihin sovelluksiin suuritehoisissa elektroniikassa. Alumiinin käyttö lisäaineena on yleisin tapa luoda P -tyyppinen sic.

Suurempi tehokkuus, korkeampi tehotiheys ja suurempi voimaelektroniikan luotettavuus (sähköajoneuvoille, uusiutuvien energialähteiden inverttereille, teollisuusmoottorivetoille, virtalähteille jne.) Vaatii sic -laitteita, jotka toimivat lähempänä materiaalin teoreettisia rajoja. Substraatista peräisin olevat viat ovat merkittävä rajoittava tekijä. P-tyyppinen sic on historiallisesti ollut vika-alttiita kuin N-tyyppi, kun se on kasvatettu perinteisen PVT: n avulla. Siksi korkealaatuiset, pienvirheiset P-tyyppiset sic-substraatit, jotka ovat mahdollistettu LPM: n kaltaisilla menetelmillä, ovat kriittisiä mahdollisia edistyneiden SIC-teholaitteiden, erityisesti MOSFET: ien ja diodien, seuraavan sukupolven kannalta.