Wafer Epitaksial SiC untuk Perangkat Daya – 4H-SiC, Tipe N, Kepadatan Cacat Rendah

Deskripsi Singkat:

Wafer Epitaksial SiC merupakan inti dari perangkat semikonduktor berkinerja tinggi modern, terutama yang dirancang untuk operasi berdaya tinggi, berfrekuensi tinggi, dan bersuhu tinggi. Singkatan dari Silicon Carbide Epitaxial Wafer, Wafer Epitaksial SiC terdiri dari lapisan epitaksial SiC tipis berkualitas tinggi yang tumbuh di atas substrat SiC massal. Penggunaan teknologi Wafer Epitaksial SiC berkembang pesat dalam kendaraan listrik, jaringan pintar, sistem energi terbarukan, dan kedirgantaraan karena sifat fisik dan elektroniknya yang unggul dibandingkan wafer berbasis silikon konvensional.

Kirim email ke kami

Fitur

Diagram Rinci

Perkenalan

Prinsip Pembuatan Wafer Epitaksial SiC

Pembuatan Wafer Epitaksial SiC memerlukan proses deposisi uap kimia (CVD) yang sangat terkontrol. Lapisan epitaksial biasanya ditumbuhkan pada substrat SiC monokristalin menggunakan gas seperti silana (SiH₄), propana (C₃H₈), dan hidrogen (H₂) pada suhu di atas 1500°C. Pertumbuhan epitaksial suhu tinggi ini memastikan keselarasan kristal yang sangat baik dan meminimalkan cacat antara lapisan epitaksial dan substrat.

Prosesnya mencakup beberapa tahap utama:

Persiapan Substrat: Wafer SiC dasar dibersihkan dan dipoles hingga halus seperti atom.
Pertumbuhan Penyakit Jantung dan Pembuluh Darah (PJK): Dalam reaktor kemurnian tinggi, gas bereaksi untuk menyimpan lapisan SiC kristal tunggal pada substrat.
Kontrol Doping: Doping tipe-N atau tipe-P diperkenalkan selama epitaksi untuk mencapai sifat listrik yang diinginkan.
Inspeksi dan Metrologi: Mikroskopi optik, AFM, dan difraksi sinar-X digunakan untuk memverifikasi ketebalan lapisan, konsentrasi doping, dan kepadatan cacat.

Setiap wafer epitaksial SiC dipantau secara cermat untuk menjaga toleransi ketat dalam keseragaman ketebalan, kerataan permukaan, dan resistivitas. Kemampuan untuk menyempurnakan parameter ini sangat penting untuk MOSFET tegangan tinggi, dioda Schottky, dan perangkat daya lainnya.

Spesifikasi

Parameter	Spesifikasi
Kategori	Ilmu Material, Substrat Kristal Tunggal
Politipe	4H
Doping	Tipe N
Diameter	101 mm
Toleransi Diameter	± 5%
Ketebalan	0,35 mm
Toleransi Ketebalan	± 5%
Panjang Datar Primer	22 mm (± 10%)
TTV (Variasi Ketebalan Total)	≤10 µm
Melengkung	≤25 µm
FWHM	≤30 Arc-detik
Permukaan Akhir	Rq ≤0,35 nm

Aplikasi Wafer Epitaksial SiC

Produk Wafer Epitaksial SiC sangat diperlukan di berbagai sektor:

Kendaraan Listrik (EV):Perangkat berbasis Wafer Epitaksial SiC meningkatkan efisiensi powertrain dan mengurangi bobot.
Energi terbarukan: Digunakan dalam inverter untuk sistem tenaga surya dan angin.
Pasokan Daya Industri: Memungkinkan peralihan frekuensi tinggi dan suhu tinggi dengan kerugian lebih rendah.
Dirgantara dan Pertahanan: Ideal untuk lingkungan keras yang membutuhkan semikonduktor yang kuat.
Stasiun Pangkalan 5G:Komponen Wafer Epitaksial SiC mendukung kepadatan daya yang lebih tinggi untuk aplikasi RF.

Wafer Epitaksial SiC memungkinkan desain yang ringkas, peralihan yang lebih cepat, dan efisiensi konversi energi yang lebih tinggi dibandingkan dengan wafer silikon.

Keunggulan Wafer Epitaksial SiC

Teknologi Wafer Epitaksial SiC menawarkan manfaat yang signifikan:

Tegangan Rusak Tinggi: Tahan terhadap tegangan hingga 10 kali lebih tinggi dari wafer Si.
Konduktivitas Termal: Wafer Epitaksial SiC menghilangkan panas lebih cepat, memungkinkan perangkat beroperasi lebih dingin dan lebih andal.
Kecepatan Beralih Tinggi:Kerugian peralihan yang lebih rendah memungkinkan efisiensi dan miniaturisasi yang lebih tinggi.
Celah Pita Lebar: Memastikan stabilitas pada tegangan dan suhu yang lebih tinggi.
Kekokohan Material: SiC bersifat inert secara kimia dan kuat secara mekanis, ideal untuk aplikasi yang menuntut.

Keunggulan ini menjadikan SiC Epitaxial Wafer sebagai material pilihan untuk semikonduktor generasi berikutnya.

FAQ: Wafer Epitaksial SiC

Q1: Apa perbedaan antara wafer SiC dan Wafer Epitaksial SiC?
Wafer SiC merujuk pada substrat massal, sementara Wafer Epitaksial SiC mencakup lapisan terdoping yang tumbuh khusus yang digunakan dalam fabrikasi perangkat.

Q2: Berapa ketebalan lapisan Wafer Epitaksial SiC yang tersedia?
Lapisan epitaksial biasanya berkisar dari beberapa mikrometer hingga lebih dari 100 μm, tergantung pada persyaratan aplikasi.

Q3: Apakah Wafer Epitaksial SiC cocok untuk lingkungan bersuhu tinggi?
Ya, Wafer Epitaksial SiC dapat beroperasi dalam kondisi di atas 600°C, mengungguli silikon secara signifikan.

Q4: Mengapa kerapatan cacat penting dalam Wafer Epitaksial SiC?
Kepadatan cacat yang lebih rendah meningkatkan kinerja dan hasil perangkat, terutama untuk aplikasi tegangan tinggi.

Q5: Apakah Wafer Epitaksial SiC tipe-N dan tipe-P tersedia?
Ya, kedua jenis tersebut diproduksi menggunakan kontrol gas dopan yang tepat selama proses epitaksial.

Q6: Berapa ukuran wafer standar untuk Wafer Epitaksial SiC?
Diameter standar meliputi 2 inci, 4 inci, 6 inci, dan semakin meningkat hingga 8 inci untuk produksi bervolume tinggi.

Q7: Bagaimana Wafer Epitaksial SiC memengaruhi biaya dan efisiensi?
Meskipun awalnya lebih mahal daripada silikon, SiC Epitaxial Wafer mengurangi ukuran sistem dan kehilangan daya, meningkatkan efisiensi biaya total dalam jangka panjang.

Sebelumnya: Tabung Safir Meningkatkan Keandalan Termokopel

Berikutnya: Wafer Epitaksial SiC Tipe 4H-N Tegangan Tinggi Frekuensi Tinggi