Câu hỏi thường gặp 12 inch chất nền dẫn 4H-SiC

Tổng quan

Các12 inch dẫn 4H-SiC (silicon carbide) nềnlà một wafer bán dẫn đường kính cực lớn, băng tần rộng được phát triển cho thế hệ tiếp theođiện áp cao, công suất cao, tần số cao và nhiệt độ caoTạo ra các sản phẩm điện tử công suất, tận dụng những lợi thế nội tại của SiCtrường điện quan trọng cao,Tốc độ trôi electron bão hòa cao,dẫn nhiệt cao, vàĐộ ổn định hóa học tuyệt vờinền tảng này được định vị như một vật liệu nền tảng cho các nền tảng thiết bị điện tiên tiến và các ứng dụng wafer diện tích lớn đang nổi lên.

Để giải quyết các yêu cầu trên toàn ngànhGiảm chi phí và cải thiện năng suất, sự chuyển đổi từ chính thống6 ′′ 8 inch SiCđếnSiC 12 inchSubstrate được công nhận rộng rãi là một con đường chính. Một wafer 12 inch cung cấp một diện tích sử dụng lớn hơn đáng kể so với các định dạng nhỏ hơn, cho phép sản lượng cao hơn cho mỗi wafer, sử dụng wafer tốt hơn,và giảm tỷ lệ mất lợi thế ư do đó hỗ trợ tối ưu hóa chi phí sản xuất tổng thể trên toàn chuỗi cung ứng.

Đường phát triển tinh thể và sản xuất wafer

Chất nền 4H-SiC dẫn điện 12 inch này được sản xuất thông qua một chuỗi quy trình hoàn chỉnh bao gồmmở rộng hạt giống, tăng trưởng tinh thể duy nhất, pha trộn, làm mỏng và đánh bóng, theo thực tiễn sản xuất bán dẫn tiêu chuẩn:

• Sự mở rộng hạt giống bằng vận chuyển hơi vật lý (PVT):
  12 inch.Thạch tinh hạt 4H-SiCđược thu được bằng cách mở rộng đường kính bằng phương pháp PVT, cho phép phát triển sau đó của các quả bóng 4H-SiC dẫn 12 inch.

• Sự phát triển của tinh thể đơn 4H-SiC dẫn điện:
  Hướng dẫnn+ 4H-SiCtăng trưởng tinh thể đơn đạt được bằng cách đưa nitơ vào môi trường phát triển để cung cấp doping hiến tặng có kiểm soát.

• Sản xuất wafer (sản xuất bán dẫn tiêu chuẩn):
  Sau khi tạo hình quả cầu, các miếng bánh được sản xuất thông quacắt laser, tiếp theo làlàm mỏng, đánh bóng (bao gồm hoàn thiện cấp CMP) và làm sạch.
  Độ dày nền kết quả là560 μm.

Cách tiếp cận tích hợp này được thiết kế để hỗ trợ sự phát triển ổn định ở đường kính cực lớn trong khi duy trì tính toàn vẹn tinh thể và tính chất điện nhất quán.

Phương pháp đo lường và đặc trưng

Để đảm bảo đánh giá chất lượng toàn diện, chất nền được đặc trưng bằng cách sử dụng sự kết hợp của các công cụ cấu trúc, quang học, điện và kiểm tra khiếm khuyết:

• Raman spectroscopy (phân đồ khu vực):Kiểm tra tính đồng nhất đa kiểu trên các wafer

• Microscopy quang học hoàn toàn tự động (phân đồ wafer):phát hiện và đánh giá thống kê các micro-pipe

• Kiểm tra điện trở không tiếp xúc (phân đồ wafer):Phân bố kháng điện trên nhiều địa điểm đo

• Phân xạ tia X độ phân giải cao (HRXRD):Đánh giá chất lượng tinh thể bằng cách đo đường cong lắc

• Kiểm tra trục trặc (sau khi khắc chọn lọc):Đánh giá mật độ và hình thái trật tự (với sự nhấn mạnh đến trật tự vít)

Kết quả hoạt động chính (đại diện))

Kết quả mô tả cho thấy nền 4H-SiC dẫn điện 12 inch thể hiện chất lượng vật liệu mạnh mẽ trên các thông số quan trọng:

(1) Độ tinh khiết và đồng nhất của đa kiểu

• Các bản đồ khu vực Raman100% phủ sóng đa loại 4H-SiCqua chất nền.

• Không phát hiện được sự bao gồm của nhiều kiểu khác (ví dụ: 6H hoặc 15R), cho thấy kiểm soát nhiều kiểu tuyệt vời ở quy mô 12 inch.

(2) mật độ micropipe (MPD)

• Bản đồ kính hiển vi quy mô wafer cho thấy mộtmật độ micropipe < 0,01 cm−2, phản ánh việc loại bỏ hiệu quả loại lỗi giới hạn thiết bị này.

(3) Kháng điện và đồng nhất

• Bản đồ điện trở không tiếp xúc (361 điểm đo) cho thấy:

  • Phạm vi kháng:20.5 ∙ 23.6 mΩ·cm

  • Khả năng kháng trung bình:22.8 mΩ·cm

  • Không đồng nhất:< 2%
    Những kết quả này cho thấy sự nhất quán kết hợp chất phụ gia tốt và đồng nhất điện thuận lợi trên quy mô wafer.

(4) Chất lượng tinh thể (HRXRD)

• HRXRD đo đường cong lắc trên(004) phản xạ, được thực hiện tại5 điểmtheo hướng đường kính wafer, hiển thị:

  • Các đỉnh đơn, gần đối xứng mà không có hành vi nhiều đỉnh, cho thấy sự vắng mặt của các đặc điểm ranh giới hạt góc thấp.

  • FWHM trung bình:20.8 arcsec (′′), cho thấy chất lượng tinh thể cao.

(5) Mật độ trật tự vít (TSD)

• Sau khi chọn lọc khắc và quét tự động,mật độ trật tự vítđược đo ở2 cm−2, cho thấy TSD thấp ở quy mô 12 inch.

Kết luận từ kết quả trên:
Các chất nền cho thấyĐộ tinh khiết đa dạng 4H tuyệt vời, mật độ micropip cực thấp, điện trở thấp ổn định và đồng đều, chất lượng tinh thể mạnh và mật độ trật tự vít thấp, hỗ trợ sự phù hợp của nó cho sản xuất thiết bị tiên tiến.

12 inch dẫn 4H-SiC nền

Thông số kỹ thuật điển hình

Giá trị và lợi thế của sản phẩm

1. Cho phép di chuyển sản xuất SiC 12 inch
   Cung cấp một nền tảng nền chất lượng cao phù hợp với lộ trình công nghiệp hướng tới sản xuất wafer SiC 12 inch.

2. Mật độ khiếm khuyết thấp để cải thiện năng suất và độ tin cậy của thiết bị
   Mật độ micropipe cực thấp và mật độ trật tự vít thấp giúp giảm cơ chế mất năng suất thảm khốc và tham số.

3. Đồng nhất điện tuyệt vời cho sự ổn định của quy trình
   Phân phối điện trở chặt chẽ hỗ trợ cải thiện sự nhất quán thiết bị wafer-to-wafer và bên trong wafer.

4. Chất lượng tinh thể cao hỗ trợ epitaxy và xử lý thiết bị
   Các kết quả HRXRD và sự vắng mặt của các dấu hiệu ranh giới hạt góc thấp cho thấy chất lượng vật liệu thuận lợi cho sự phát triển biểu trục và chế tạo thiết bị.

Ứng dụng mục tiêu

Các chất nền dẫn điện 4H-SiC 12 inch có thể áp dụng cho:

• Thiết bị điện SiC:MOSFET, Schottky barrier diode (SBD) và các cấu trúc liên quan

• Xe điện:Máy biến đổi lực kéo chính, bộ sạc trên tàu (OBC) và bộ chuyển đổi DC-DC

• Năng lượng tái tạo & lưới điện:Các biến tần quang điện, hệ thống lưu trữ năng lượng và các mô-đun lưới thông minh

• Điện tử công nghiệp:nguồn điện hiệu quả cao, động cơ truyền động và biến tần điện áp cao

• Nhu cầu wafer diện tích lớn:bao bì tiên tiến và các kịch bản sản xuất bán dẫn tương thích 12 inch khác