Geruza epitaxialak: Gailu erdieroale aurreratuen oinarria

1. irudia: gailu unipolarren dopin-kontzentrazioen, geruzen lodieraren eta matxura-tentsioaren arteko korrelazioa erakusten du.

SiC geruza epitaxialak prestatzeak lurrunketa-hazkundea, fase likidoaren epitaxia (LPE), hazpe molekularra (MBE) eta lurrun-deposizio kimikoa (CVD) bezalako teknikak biltzen ditu batez ere, eta CVD fabriketan masa ekoizpenerako metodoa da nagusi.

1. taula: epitaxia geruza prestatzeko metodo nagusien ikuspegi konparatiboa eskaintzen du.

Ikuspegi berritzaile batek ardatzetik kanpoko substratuetan haztea dakar inklinazio angelu zehatz batean, 2 (b) irudian azaltzen den moduan. Metodo honek urrats-dentsitatea nabarmen handitzen du urrats-tamaina murrizten duen bitartean, nukleazioa errazten du batez ere pausoen bilketa guneetan eta, horrela, geruza epitaxialak substratuaren pilaketa-sekuentzia ezin hobeto errepika dezan, politipoen elkarbizitza ezabatuz.

2. Irudia: Urrats-kontrolatutako epitaxiaren prozesu fisikoa erakusten du 4H-SiC-n.

3. Irudia: 4H-SiC-ren pauso kontrolatutako epitaxian CVD hazteko baldintza kritikoak erakusten ditu.

4. Irudia: 4H-SiC epitaxirako silizio-iturri desberdinen araberako hazkunde-tasak konparatzen ditu.

Tentsio baxuko eta ertaineko aplikazioen alorrean (adibidez, 1200 V-ko gailuak), SiC epitaxia-teknologia heldutasunera iritsi da, lodieran, dopin-kontzentrazioan eta akatsen banaketan uniformetasun nahiko handiagoa eskainiz, tentsio baxuko eta ertaineko SBDrako eskakizunak behar bezala betez. , MOS, JBS gailuak eta beste batzuk.

Hala ere, goi-tentsioko domeinuak erronka handiak ditu oraindik. Esate baterako, 10000V-tan baloratu diren gailuek 100μm-ko lodiera duten geruza epitaxialak behar dituzte, baina geruza horiek lodiera eta dopin-uniformitate dezente kaskarragoak dituzte tentsio baxuko kideekin alderatuta, akats triangeluarrek gailuaren errendimendu orokorrean duten eragin kaltegarria ahaztu gabe. Tentsio handiko aplikazioek, gailu bipolarren alde egin ohi dutenek, eskakizun zorrotzak jartzen dituzte garraiolari gutxiengoaren iraupenari, eta prozesuen optimizazioa behar da parametro hori hobetzeko.

Gaur egun, merkatuan 4 hazbeteko eta 6 hazbeteko SiC oble epitaxialak dira nagusi, diametro handiko SiC oble epitaxialen proportzioa pixkanaka handituz. SiC epitaxial obleen tamaina SiC substratuen dimentsioek zehazten dute funtsean. Gaur egun komertzialki eskuragarri dauden 6 hazbeteko SiC substratuekin, 4 hazbeteko SiC epitaxiatik 6 hazbeteko trantsizioa etengabe egiten ari da.

SiC substratuen fabrikazio-teknologiak aurrera egiten duen heinean eta ekoizpen-ahalmenak zabaltzen diren heinean, SiC substratuen kostua pixkanaka murrizten ari da. Substratuek epitaxien obleen kostuaren % 50 baino gehiago hartzen dutela kontuan hartuta, substratuaren prezioen jaitsierak SiC epitaxiaren kostuak txikiagoak ekarriko dituela espero da, eta, ondorioz, etorkizun oparoagoa izango da industriarentzat.**