Kiel ni scias, en la kampo de duonkonduktaĵo, unukristala silicio (Si) estas la plej vaste uzata kaj plej granda volumena duonkondukta baza materialo en la mondo. Nuntempe, pli ol 90% de duonkonduktaĵoj estas fabrikitaj per silici-bazitaj materialoj. Kun la kreskanta postulo je alt-potencaj kaj alt-tensiaj aparatoj en la moderna energikampo, pli striktaj postuloj estis prezentitaj por ŝlosilaj parametroj de duonkonduktaĵo-materialoj kiel bandgap-larĝo, disrompa elektra kampo-forto, elektrona saturiĝa indico kaj termika kondukteco. Sub ĉi tiu cirkonstanco, larĝa bandgap duonkonduktaĵo materialoj reprezentita persiliciokarbido(SiC) aperis kiel la amato de alt-potencaj densecaj aplikoj.
Kiel kunmetita semikonduktaĵo,siliciokarbidoestas ekstreme malofta en naturo kaj aperas en la formo de la mineralo moissanite. Nuntempe preskaŭ ĉiuj siliciokarbidoj venditaj en la mondo estas artefarite sintezitaj. Silicia karbido havas la avantaĝojn de alta malmoleco, alta varmokondukteco, bona termika stabileco, kaj alta kritika malfunkcio elektra kampo. Ĝi estas ideala materialo por fari alt-tensiajn kaj alt-potencajn duonkonduktaĵojn.
Do, kiel estas fabrikitaj siliciokarburaj potencaj duonkonduktaĵoj?
Kio estas la diferenco inter la fabrikada procezo de silicio-karburo kaj la tradicia silicio-bazita fabrikada procezo? Komencante de ĉi tiu numero, "Aferoj priSilicia Karbura AparatoManufacturing” malkaŝos la sekretojn unu post la alia.
I
Proceza fluo de fabrikado de aparatoj de siliciokarburo
La produktadprocezo de silicikarburaj aparatoj estas ĝenerale simila al tiu de silici-bazitaj aparatoj, ĉefe inkluzive de fotolitografio, purigado, dopado, akvaforto, filmformado, maldensiĝo kaj aliaj procezoj. Multaj fabrikistoj de potencaj aparatoj povas renkonti la produktadbezonojn de silicikarbid-aparatoj ĝisdatigante siajn produktadliniojn bazitajn sur la silicio-bazita produktada procezo. Tamen, la specialaj propraĵoj de siliciokarburaj materialoj determinas, ke iuj procezoj en ĝia aparato-fabrikado devas fidi al specifa ekipaĵo por speciala evoluo por ebligi al silicikarbid-aparatoj elteni altan tension kaj altan kurenton.
II
Enkonduko al silicikarburaj specialaj procezaj moduloj
La specialaj procezaj moduloj de silicio-karburoj ĉefe kovras injektan dopadon, pordegan strukturon, morfologian akvaforton, metaligon kaj maldikiĝajn procezojn.
(1) Injekta dopado: Pro la alta karbono-silicia ligo-energio en siliciokarbido, malpurecaj atomoj malfacilas disvastigi en siliciokarbido. Dum preparado de silicikarburaj aparatoj, la dopado de PN-krucvojoj povas esti atingita nur per jonenplantado ĉe alta temperaturo.
Dopado estas kutime farita kun malpuraj jonoj kiel boro kaj fosforo, kaj la dopa profundo estas kutime 0.1μm~3μm. Altenergia jon-enplantado detruos la kradan strukturon de la silicikarbura materialo mem. Alt-temperatura kalciado estas postulata por ripari la kraddamaĝon kaŭzitan de jon-enplantado kaj kontroli la efikon de kalciado sur surfaca malglateco. La kernprocezoj estas alt-temperatura jon-enplantado kaj alt-temperatura kalciado.
Figuro 1 Skema diagramo de jonenplantado kaj alt-temperaturaj kalciaj efikoj
(2) Pordega strukturo-formado: La kvalito de la interfaco SiC/SiO2 havas grandan influon sur la kanalmigrado kaj pordegfidindeco de MOSFET. Estas necese evoluigi specifajn pordegajn oksidajn kaj post-oksidajn kalcigajn procezojn por kompensi la pendantajn ligojn ĉe la SiC/SiO2-interfaco kun specialaj atomoj (kiel nitrogenatomoj) por plenumi la agadon postulojn de altkvalita SiC/SiO2-interfaco kaj alta. migrado de aparatoj. La kernprocezoj estas pordega oksida alt-temperatura oksigenado, LPCVD, kaj PECVD.
Figuro 2 Skema diagramo de ordinara oksidfilma demetado kaj alt-temperatura oksigenado
(3) Morfologia akvaforto: Silicikarburaj materialoj estas inertaj en kemiaj solviloj, kaj preciza morfologia kontrolo povas esti atingita nur per sekaj akvafortaj metodoj; masko materialoj, masko akvaforta elekto, miksita gaso, flankmuro kontrolo, akvaforta indico, flankmuro malglateco, ktp devas esti evoluigita laŭ la karakterizaĵoj de silicikarburo materialoj. La kernprocezoj estas maldika filmdemetado, fotolitografio, dielektrika filmkorodo, kaj sekaj akvafortaj procezoj.
Figuro 3 Skema diagramo de siliciokarbura akvaforta procezo
(4) Metalizado: La fonta elektrodo de la aparato postulas metalon formi bonan malaltrezistan ohman kontakton kun silicio-karbido. Ĉi tio ne nur postulas reguligi la metalan deponaĵprocezon kaj kontroli la interfacan staton de la metal-duonkonduktaĵo-kontakto, sed ankaŭ postulas alt-temperaturan kalson por redukti la Schottky-barieron altecon kaj atingi metal-silician karbid-ohman kontakton. La kernprocezoj estas metala magnetrona ŝprucado, elektronradiovaporiĝo, kaj rapida termika kalcigado.
Figuro 4 Skema diagramo de magnetrona ŝprucprincipo kaj metaliga efiko
(5) Maldensiga procezo: Silicia karbura materialo havas la karakterizaĵojn de alta malmoleco, alta fragileco kaj malalta fraktura fortikeco. Ĝia muelanta procezo emas kaŭzi fragilan frakturon de la materialo, kaŭzante damaĝon al la oblasurfaco kaj subsurfaco. Novaj muelantaj procezoj devas esti evoluigitaj por renkonti la produktadbezonojn de silicikarburaj aparatoj. La kernaj procezoj estas maldensiĝo de muelantaj diskoj, filma algluiĝo kaj senŝeligado, ktp.
Figuro 5 Skema diagramo de oblato muelanta/maldikiĝanta principo
Afiŝtempo: Oct-22-2024