Lykas wy witte, is ienkristal silisium (Si) yn 'e semiconductor fjild it meast brûkte en grutste folume semiconductor basismateriaal yn' e wrâld. Op it stuit wurde mear dan 90% fan halfgeleiderprodukten produsearre mei materialen op basis fan silisium. Mei de tanimmende fraach nei apparaten mei hege krêft en heechspanning yn it moderne enerzjyfjild, binne strangere easken nei foaren steld foar wichtige parameters fan halfgeleidermaterialen lykas bandgap-breedte, ôfbraak fan elektryske fjildsterkte, elektron-saturaasjerate, en termyske konduktiviteit. Under dizze omstannichheid, breed bandgap semiconductor materialen fertsjintwurdige trochsilisiumkarbid(SiC) binne ûntstien as de leafste fan applikaasjes mei hege krêftdichtheid.
As gearstalde semiconductor,silisiumkarbidis tige seldsum yn 'e natuer en ferskynt yn' e foarm fan it mineraal moissanite. Op it stuit, hast alle silisium carbid ferkocht yn 'e wrâld wurdt keunstmjittich synthesized. Silisiumkarbid hat de foardielen fan hege hurdens, hege thermyske konduktiviteit, goede thermyske stabiliteit, en hege krityske ôfbraak elektrysk fjild. It is in ideaal materiaal foar it meitsjen fan heechspannings- en heech-macht semiconductor-apparaten.
Dat, hoe wurde silisiumkarbid-krêft-halfgeleiderapparaten produsearre?
Wat is it ferskil tusken it fabrikaazjeproses fan silisiumkarbidapparaat en it tradisjonele fabrikaazjeproses op silisiumbasis? Utgeande fan dit probleem, "Dingen oerSilisiumkarbidapparaatManufacturing" sil de geheimen ien foar ien iepenbierje.
I
Prosesstream fan produksje fan silisiumkarbidapparaat
It fabrikaazjeproses fan silisiumkarbidapparaten is oer it generaal fergelykber mei dat fan silisium-basearre apparaten, benammen ynklusyf fotolitografy, skjinmeitsjen, doping, etsen, filmfoarming, tinjen en oare prosessen. In protte fabrikanten fan krêftapparaten kinne foldwaan oan de fabrikaazjebehoeften fan silisiumkarbidapparaten troch har produksjelinen te ferbetterjen basearre op it silisium-basearre fabrikaazjeproses. De spesjale eigenskippen fan silisiumkarbidmaterialen bepale lykwols dat guon prosessen yn har apparaatfabryk moatte fertrouwe op spesifike apparatuer foar spesjale ûntwikkeling om silisiumkarbidapparaten yn steat te meitsjen om hege spanning en hege stroom te wjerstean.
II
Yntroduksje ta silisiumkarbid spesjale proses modules
De spesjale prosesmodules fan silisiumkarbid omfetsje benammen doping ynjeksje, foarmjen fan poartestruktuer, morfologyske etsen, metallisaasje, en fertinne prosessen.
(1) Doping ynjeksje: Troch de hege enerzjy fan koalstof-silisiumbân yn silisiumkarbid binne ûnreinheidsatomen lestich te diffúsjen yn silisiumkarbid. By it tarieden fan silisiumkarbidapparaten kin de doping fan PN-knooppunten allinich berikt wurde troch ion-ymplantaasje by hege temperatueren.
Doping wurdt meastentiids dien mei ûnreinheid-ionen lykas borium en fosfor, en de dopingdjipte is normaal 0.1μm ~ 3μm. Hege-enerzjy-ion-ymplantaasje sil de roosterstruktuer fan it silisiumkarbidmateriaal sels ferneatigje. Hege temperatuer annealing is nedich te reparearjen de lattice skea feroarsake troch ion ymplantaasje en kontrolearje it effekt fan annealing op oerflak rûchheid. De kearnprosessen binne ionimplantaasje op hege temperatuer en annealing op hege temperatuer.
figuer 1 Skematyske diagram fan ion ymplantaasje en hege-temperatuer annealing effekten
(2) Gate struktuer formaasje: De kwaliteit fan de SiC / SiO2 ynterface hat in grutte ynfloed op de kanaal migraasje en poarte betrouberens fan MOSFET. It is needsaaklik om spesifike poarte-okside- en post-oksidaasje-annealingprosessen te ûntwikkeljen om te kompensearjen foar de hingjende obligaasjes by de SiC/SiO2-ynterface mei spesjale atomen (lykas stikstofatomen) om te foldwaan oan de prestaasjeseasken fan heechweardige SiC/SiO2-ynterface en hege kwaliteit. migraasje fan apparaten. De kearnprosessen binne gate okside hege temperatuer oksidaasje, LPCVD, en PECVD.
figuer 2 Skematyske diagram fan gewoane okside film deposition en hege-temperatuer oksidaasje
(3) Morfology etsen: Silisiumkarbidmaterialen binne inert yn gemyske solvents, en krekte morfologykontrôle kin allinich berikt wurde troch droege etsmetoaden; masker materialen, masker ets seleksje, mingd gas, sidewall kontrôle, ets rate, sidewall rûchheid, ensfh moatte wurde ûntwikkele neffens de skaaimerken fan silisium carbid materialen. De kearnprosessen binne tinne filmdeposysje, fotolitografy, dielektryske filmkorrosje, en droege etsprosessen.
figuer 3 Skematyske diagram fan silisiumkarbid etsproses
(4) Metallisaasje: De boarneelektrode fan it apparaat fereasket metaal om in goed ohmsk kontakt mei lege ferset te foarmjen mei silisiumkarbid. Dit fereasket net allinich it regeljen fan it metaaldeposysjeproses en it kontrolearjen fan de ynterfacestatus fan it metaal-semiconductor-kontakt, mar fereasket ek annealing op hege temperatuer om de Schottky-barriêrehichte te ferminderjen en ohmsk kontakt fan metaal-siliciumkarbid te berikken. De kearnprosessen binne metalen magnetron sputtering, elektroanen beam ferdamping, en rappe termyske annealing.
figuer 4 Skematyske diagram fan magnetron sputtering prinsipe en metallization effekt
(5) Thinning proses: Silicon carbid materiaal hat de skaaimerken fan hege hurdens, hege brittleness en lege fraktuer taaiens. It slypproses is gefoelich foar it feroarsaakjen fan brosse breuk fan it materiaal, wêrtroch skea oan it wafel-oerflak en sub-oerflak feroarsaket. Nije slypprosessen moatte wurde ûntwikkele om te foldwaan oan de produksjebehoeften fan silisiumkarbidapparaten. De kearnprosessen binne tinjen fan slypskiven, filmplakken en peeling, ensfh.
figuer 5 Skematyske diagram fan wafer grinding / thinning prinsipe
Post tiid: okt-22-2024