8-calowe płytki SIC typu p

8-calowe wafle SIC typu p półkoladowego reprezentują przełom w technologii półprzewodnikowej szerokiej bandgap, oferując doskonałą wydajność zastosowań o dużej mocy, wysokiej częstotliwości i wysokiej temperaturze. Wyprodukowane z najnowocześniejszym wzrostem kryształów i procesów opalania. Aby zrealizować funkcje różnych urządzeń półprzewodników, przewodność materiałów półprzewodnikowych musi być precyzyjnie kontrolowana. Doping typu P jest jednym z ważnych sposobów zmiany przewodności SIC. Wprowadzenie atomów zanieczyszczeń z niewielką liczbą elektronów walencyjnych (zwykle aluminiowych) do sieci SIC będzie wytworzyć pozytywnie naładowane „otwory”. Otwory te mogą uczestniczyć w przewodzeniu jako przewoźników, dzięki czemu materiał SIC wykazuje przewodność typu P. Doping typu P jest niezbędny do produkcji różnych urządzeń półprzewodnikowych, takich jak MOSFET, diody i tranzystory dwubiegunowe, z których wszystkie opierają się na połączeniach P-N w celu osiągnięcia ich określonych funkcji. Aluminium (AL) jest powszechnie stosowanym domieszką typu p w SIC. W porównaniu z boru glin jest ogólnie bardziej odpowiedni do uzyskania silnie domieszkowanych warstw SIC o niskiej oporności. Wynika to z faktu, że aluminium ma płytszy poziom energii akceptora i jest bardziej prawdopodobne, że zajmuje pozycję atomów krzemowych w sieci SIC, osiągając w ten sposób wyższą wydajność domieszkowania. Główną metodą waflów SIC typu p jest implantacja jonów, która zwykle wymaga wyżarzania w wysokich temperaturach powyżej 1500 ° C w celu aktywacji wszczepionych atomów aluminiowych, umożliwiając im wejście do pozycji wymiany sieci SIC i odgrywanie ich roli elektrycznej. Ze względu na niską szybkość dyfuzji domieszek w SIC technologia implantacji jonów może dokładnie kontrolować głębokość implantacji i stężenie zanieczyszczeń, co jest kluczowe dla produkcji urządzeń o wysokiej wydajności.

Wybór domieszkowania i proces domieszkowania (taki jak wyżarzanie w wysokiej temperaturze po implantacji jonowej) są kluczowymi czynnikami wpływającymi na właściwości elektryczne urządzeń SIC. Energia jonizacyjna i rozpuszczalność domieszki bezpośrednio określa liczbę wolnych przewoźników. Procesy implantacji i wyżarzania wpływają na skuteczne wiązanie i aktywację elektryczną atomów domieszkowanych w sieci. Czynniki te ostatecznie określają tolerancję napięcia, pojemność prądu i charakterystykę przełączania urządzenia. Zwykle wymagane jest wyżarzanie w wysokiej temperaturze do osiągnięcia aktywacji elektrycznej domieszek w SIC, co jest ważnym krokiem produkcyjnym. Tak wysokie temperatury wyżarzania stawiają wysokie wymagania dotyczące sprzętu i kontroli procesu, które należy precyzyjnie kontrolować, aby uniknąć wprowadzania wad materiału lub zmniejszenia jakości materiału. Producenci muszą zoptymalizować proces wyżarzania, aby zapewnić wystarczającą aktywację domieszek, jednocześnie minimalizując niepożądane skutki integralności opłat.

Wysokiej jakości substrat węgla krzemowego typu p silikonowego typu p wytwarzany metodą fazy ciekłej znacznie przyspieszy rozwój wysokowydajnego SIC-IGBT i urzeczywistni lokalizację wysokiej klasy urządzeń mocy napięcia. Metoda fazy ciekłej ma tę zaletę, że rosną wysokiej jakości kryształy. Zasada wzrostu kryształów określa, że ​​ultra-wysokiej jakości kryształy węglika krzemowego można hodować, a uzyskano kryształy węglika krzemu o niskich przepustowościach i zerowe uskoki. 4-stopniowy substrat z węgla krzemowego typu p wykręcony metodą fazy ciekłej ma rezystywność mniejszą niż 200 MΩ · cm, równomierny rozkład rezystywności w płaszczyźnie i dobrą krystaliczność.

Substraty węglika krzemowego typu p są zwykle używane do tworzenia urządzeń mocy, takich jak izolowane tranzystory bipolarne (IGBT).

IGBT = MOSFET + BJT, który jest przełącznikiem, który jest włączony lub wyłączony. MOSFET = IGFET (tranzystor efektu pola półprzewodnika tlenku metalu lub tranzystor efektu pola izolowanego bramki). BJT (Tranzystor połączenia dwubiegunowego, znany również jako triode), dwubiegunowy oznacza, że ​​podczas pracy dwa rodzaje nośników, elektrony i otwory, uczestniczą w procesie przewodzenia, ogólnie połączenie PN uczestniczy w przewodnictwie.

Metoda fazy ciekłej jest cenną techniką wytwarzania substratów SIC typu P o kontrolowanym domie i wysokiej jakości kryształów. Choć stoi przed wyzwaniami, jego zalety sprawiają, że jest odpowiedni do określonych zastosowań w elektronice o dużej mocy. Zastosowanie aluminium jako domieszki jest najczęstszym sposobem utworzenia SIC typu P.

Push do wyższej wydajności, większej gęstości energii i większej niezawodności elektroniki energetycznej (w przypadku pojazdów elektrycznych, falowników energii odnawialnej, przemysłowych napędów silnikowych, zasilaczy itp.) Wymaga urządzeń SIC, które działają bliżej granic teoretycznych materiału. Wady pochodzące z podłoża są głównym czynnikiem ograniczającym. SIC typu P był historycznie bardziej podatny na wady niż n-typ N, gdy jest uprawiany przez tradycyjny PVT. Dlatego wysokiej jakości podłoża SIC typu P, włączone metodami takimi jak LPM, są kluczowymi czynnikami dla następnej generacji zaawansowanych urządzeń mocy SIC, szczególnie MOSFET i diod.