Wekî ku em dizanin, di warê nîvconductor de, silicon yek krîstal (Si) li cîhanê materyala bingehîn a nîvconduktorê ya herî berfireh û herî mezin e. Heya nuha, zêdetirî 90% ji hilberên semiconductor bi karanîna materyalên bingehîn ên silicon têne çêkirin. Bi zêdebûna daxwazê ji bo cîhazên bi hêz û voltaja bilind di qada enerjiya nûjen de, hewcedariyên hişktir ji bo parametreyên sereke yên materyalên nîvconductor ên wekî firehiya bandgap, hêza qada elektrîkê ya têkçûn, rêjeya têrbûna elektron, û guheztina germî hatine danîn. Di bin vê rewşê de, materyalên nîvconductor bandgap berfireh ji aliyê temsîlkirinsilicon carbide(SiC) wekî delalê sepanên dendika-hêza bilind derketiye holê.
Wekî nîvconduktorek tevlihev,silicon carbidedi xwezayê de pir kêm e û di forma mîneral moissanite de xuya dike. Heya nuha, hema hema hemî karbîdên silicon ku li cîhanê têne firotin bi sûnî têne çêkirin. Karbîd silicon xwedan avantajên serhişkiya bilind, gihandina germî ya bilind, aramiya germî ya baş, û qada elektrîkê ya hilweşîna krîtîk a bilind e. Ew materyalek îdeal e ji bo çêkirina amûrên nîvconductor-voltaja bilind û hêza bilind.
Ji ber vê yekê, amûrên nîvconductor hêza silicon carbide çawa têne çêkirin?
Cûdahiya di navbera pêvajoya çêkirina cîhaza silicon carbide û pêvajoya hilberîna kevneşopî ya kevneşopî de çi ye? Ji vê mijarê dest pê dike, “Tiştên li serAmûra Silicon CarbideÇêkirin” dê razan yek bi yek eşkere bike.
I
Pêvajoya herikîna hilberîna cîhaza karbîd a silicon
Pêvajoya çêkirina cîhazên karbîdê silicon bi gelemperî dişibihe ya cîhazên bingehîn ên silicon, bi taybetî di nav wan de fotolîtografî, paqijkirin, dopîng, etching, avakirina fîlimê, ziravkirin û pêvajoyên din. Gelek hilberînerên cîhazên hêzê dikarin hewcedariyên hilberînê yên cîhazên karbîd ên silicon bi nûvekirina xetên hilberîna xwe yên li ser bingeha pêvajoya hilberîna-based silicon bicîh bînin. Lêbelê, taybetmendiyên taybetî yên materyalên karbîd ên silicon destnîşan dikin ku hin pêvajoyên di hilberîna cîhaza wê de hewce ne ku ji bo pêşkeftina taybetî xwe bispêrin alavên taybetî da ku amûrên karbîd ên silicon bikar bînin ku li hember voltaja bilind û heyama bilind bisekinin.
II
Danasîna modulên pêvajoya taybetî yên karbîdê silicon
Modulên pêvajoyek taybetî yên silicon carbide bi giranî dopîngkirina derzîlêdanê, avakirina strukturên dergehê, xêzkirina morfolojiyê, metalîzasyon, û pêvajoyên ziravbûnê vedigirin.
(1) Dopîngê derzîlêdanê: Ji ber enerjiya girêdana karbon-silicon a di karbîd silicon de, atomên nepaqijiyê di karbîd silicon de belavbûna dijwar e. Dema ku amûrên karbîd ên silicon têne amadekirin, dopîngkirina girêkên PN tenê bi îlonê di germahiya bilind de dikare were bidestxistin.
Dopîng bi gelemperî bi îyonên nepakî yên wekî boron û fosforê tê kirin, û kûrahiya dopîngê bi gelemperî 0.1μm~3μm e. Implantasyona îyonê ya bi enerjiya bilind dê strukturên tîrêjê yên maddeya karbîdê silicon bixwe hilweşîne. Ji bo tamîrkirina zirara tîrêjê ya ku ji hêla îlonê ve hatî çêkirin û kontrolkirina bandora germkirinê ya li ser ziravbûna rûxê pêdivî ye ku pîvazkirina germahiya bilind. Pêvajoyên bingehîn nebatkirina îyonê ya germahiya bilind û annealkirina germahiya bilind e.
Figure 1 Diyagrama şematîkî ya implantasyona îyonê û bandorên germbûna bilind
(2) Damezrandina avahiya dergehê: Kalîteya pêwendiya SiC / SiO2 bandorek mezin li ser koça kanal û pêbaweriya dergehê MOSFET heye. Pêdivî ye ku meriv pêvajoyên oksîda dergeh û pîs-oksîdasyonê pêşde bibe da ku girêdanên dakêşanê yên li navbeyna SiC/SiO2 bi atomên taybetî (wek atomên nîtrojenê) re berdêl bike da ku hewcedariyên performansê yên pêwendiya SiC/SiO2-ya qalîteya bilind û bilind bicîh bîne. koçkirina cîhazên. Pêvajoyên bingehîn oksîdasyona germahiya bilind a dergehê, LPCVD, û PECVD ne.
Figure 2 Diyagrama şematîkî ya rabûna fîlima oksîdê ya asayî û oksîdasyona germahiya bilind
(3) Etchkirina morfolojiyê: Materyalên karbîd ên silicon di halên kîmyewî de bêserûber in, û kontrolkirina morfolojiyê ya rastîn tenê bi awayên guheztina hişk dikare were bidestxistin; Materyalên maskê, bijartina xêzkirina maskê, gaza tevlihev, kontrolkirina dîwarê kêlekê, rêjeya eçkirinê, ziravbûna dîwarê alî û hwd hewce ne ku li gorî taybetmendiyên materyalên karbîd ên silicon werin pêşve xistin. Pêvajoyên bingehîn depokirina fîlima zirav, fotolîtografî, korozyona fîlima dielektrîkî, û pêvajoyên eçkirina hişk in.
Figure 3 Diyagrama şematîkî ya pêvajoya eqandina karbîd a silicon
(4) Metalîzasyon: Elektroda çavkaniyê ya amûrê hewce dike ku metal bi karbîd silicon re têkiliyek ohmîkî ya kêm-berxwedan çêbike. Ev ne tenê bi rêkûpêkkirina pêvajoya depokirina metal û kontrolkirina rewşa navberê ya pêwendiya metal-nîvconductor hewce dike, lê di heman demê de pêdivî ye ku germahiya bilind jî were guheztin da ku bilindahiya astengiya Schottky kêm bike û bigihîje têkiliya ohmîkî ya karbîdê metal-silicon. Pêvajoyên bingehîn qutkirina magnetrona metal, evaporkirina tîrêjê elektron, û germbûna bilez in.
Figure 4 Diyagrama şematîkî ya prensîba sputterkirina magnetron û bandora metalîzasyonê
(5) Pêvajoya ziravkirinê: Materyalê karbîdê silicon xwedan taybetmendiyên hişkbûna bilind, ziravbûna bilind û hişkiya şikestî ya kêm e. Pêvajoya qirkirina wê mêldarê ye ku bibe sedema şikestinek şikestî ya materyalê, ku bibe sedema zirarê li rûbera wafer û binê erdê. Pêdivî ye ku pêvajoyên nû yên hûrkirinê werin pêşve xistin da ku hewcedariyên hilberîna amûrên karbîd ên silicon bicîh bîne. Pêvajoyên bingehîn nazikkirina dîskên qijkirinê, zeliqandina fîlimê û pelçiqandinê, hwd.
Figure 5 Diyagrama şematîkî ya prensîba hûrkirin/tenikkirina wafer
Dema şandinê: Oct-22-2024