Epitaxial Layers: ພື້ນຖານຂອງອຸປະກອນ Semiconductor ຂັ້ນສູງ

ຮູບທີ 1: ສະແດງເຖິງຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງຝຸ່ນ, ຄວາມໜາຂອງຊັ້ນ, ແລະແຮງດັນການແຕກແຍກສຳລັບອຸປະກອນ unipolar.

ການກະກຽມຊັ້ນຂອງ SiC epitaxial ຕົ້ນຕໍແມ່ນກວມເອົາເຕັກນິກເຊັ່ນ: ການເຕີບໃຫຍ່ຂອງ Evaporation, Liquid Phase Epitaxy (LPE), Molecular Beam Epitaxy (MBE), ແລະ Chemical Vapor Deposition (CVD), ໂດຍ CVD ເປັນວິທີການທີ່ເດັ່ນຊັດສໍາລັບການຜະລິດຈໍານວນຫລາຍໃນໂຮງງານ.

ຕາຕະລາງ 1: ສະເໜີພາບລວມການປຽບທຽບຂອງວິທີການກະກຽມຊັ້ນ epitaxial ຕົ້ນຕໍ.

ວິທີການທີ່ເປັນພື້ນຖານກ່ຽວຂ້ອງກັບການຈະເລີນເຕີບໂຕຂອງຊັ້ນຍ່ອຍນອກແກນ {0001} ໃນມຸມອຽງສະເພາະ, ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບ 2(b). ວິທີການນີ້ຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຂັ້ນຕອນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນຂະນະທີ່ການຫຼຸດຜ່ອນຂະຫນາດຂັ້ນຕອນ, ອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນ nucleation ຕົ້ນຕໍໃນສະຖານທີ່ຊໍ່ຂັ້ນຕອນແລະດັ່ງນັ້ນ, ອະນຸຍາດໃຫ້ຊັ້ນ epitaxial ສາມາດ replicate ລໍາດັບ stacking ຂອງ substrate ຢ່າງສົມບູນ, ກໍາຈັດການຢູ່ຮ່ວມກັນຂອງ polytypes.

ຮູບທີ 2: ສະແດງໃຫ້ເຫັນຂະບວນການທາງດ້ານຮ່າງກາຍຂອງ epitaxy ຄວບຄຸມຂັ້ນຕອນໃນ 4H-SiC.

ຮູບ 3: ສະແດງເງື່ອນໄຂທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວ CVD ໃນ epitaxy ຄວບຄຸມຂັ້ນຕອນສໍາລັບ 4H-SiC.

ຮູບ 4: ປຽບທຽບອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວພາຍໃຕ້ແຫຼ່ງຊິລິໂຄນທີ່ແຕກຕ່າງກັນສໍາລັບ 4H-SiC epitaxy.

ໃນໂລກຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກແຮງດັນຕ່ໍາແລະຂະຫນາດກາງ (ຕົວຢ່າງ, ອຸປະກອນ 1200V), ເຕັກໂນໂລຊີ SiC epitaxy ໄດ້ບັນລຸຂັ້ນຕອນຂອງຜູ້ໃຫຍ່, ສະເຫນີຄວາມສອດຄ່ອງຂ້ອນຂ້າງດີກວ່າໃນຄວາມຫນາແຫນ້ນ, ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນ doping, ແລະການແຜ່ກະຈາຍຂໍ້ບົກພ່ອງ, ພຽງພໍກັບຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບ SBD ແຮງດັນຕ່ໍາແລະຂະຫນາດກາງ. , MOS, JBS ອຸປະກອນ, ແລະອື່ນໆ.

ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ໂດເມນທີ່ມີແຮງດັນສູງຍັງສະເຫນີສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ອຸປະກອນທີ່ມີລະດັບ 10000V ຕ້ອງການຊັ້ນ epitaxial ປະມານ 100μmຫນາ, ແຕ່ຊັ້ນເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຕ່ໍາກວ່າແລະຄວາມສອດຄ່ອງຂອງ doping ເມື່ອທຽບກັບຄູ່ຮ່ວມງານຂອງແຮງດັນຕ່ໍາ, ບໍ່ໄດ້ກ່າວເຖິງຜົນກະທົບທີ່ເປັນອັນຕະລາຍຂອງຂໍ້ບົກພ່ອງສາມຫລ່ຽມຕໍ່ການປະຕິບັດອຸປະກອນໂດຍລວມ. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີແຮງດັນສູງ, ທີ່ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະມັກອຸປະກອນ bipolar, ຍັງວາງຄວາມຕ້ອງການທີ່ເຂັ້ມງວດຕໍ່ຊີວິດຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການຊົນເຜົ່າສ່ວນນ້ອຍ, ຈໍາເປັນຕ້ອງມີການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂະບວນການເພື່ອເພີ່ມພາລາມິເຕີນີ້.

ໃນປັດຈຸບັນ, ຕະຫຼາດໄດ້ຖືກຄອບງໍາໂດຍ wafers SiC epitaxial ຂະຫນາດ 4 ນິ້ວແລະ 6 ນິ້ວ, ດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນເທື່ອລະກ້າວໃນອັດຕາສ່ວນຂອງ wafers SiC epitaxial ຂະຫນາດໃຫຍ່. ຂະຫນາດຂອງ SiC epitaxial wafers ຖືກກໍານົດໂດຍພື້ນຖານໂດຍຂະຫນາດຂອງ substrates SiC. ດ້ວຍ substrates SiC 6 ນິ້ວໃນປັດຈຸບັນມີຢູ່ໃນການຄ້າ, ການຫັນປ່ຽນຈາກ 4 ນິ້ວໄປຫາ 6 ນິ້ວ SiC epitaxy ແມ່ນດໍາເນີນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ.

ໃນຂະນະທີ່ເທກໂນໂລຍີການຜະລິດ substrate SiC ມີຄວາມກ້າວຫນ້າແລະຄວາມສາມາດໃນການຜະລິດຂະຫຍາຍ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງ substrate SiC ແມ່ນຫຼຸດລົງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ເນື່ອງຈາກ substrates ກວມເອົາຫຼາຍກ່ວາ 50% ຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງ wafers epitaxial, ການຫຼຸດລົງຂອງ substrate ຄາດວ່າຈະນໍາໄປສູ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາສໍາລັບ SiC epitaxy, ດັ່ງນັ້ນສັນຍາໃນອະນາຄົດ brighter ສໍາລັບອຸດສາຫະກໍາ.**