Comu sapemu, in u campu di i semiconduttori, u silicuu di cristallu unicu (Si) hè u materiale di basa di semiconductor più utilizatu è più grande in u mondu. Attualmente, più di 90% di i prudutti di semiconductor sò fabbricati cù materiali basati in silicuu. Cù a crescente dumanda di dispusitivi d'alta putenza è d'alta tensione in u campu di l'energia mudernu, i requisiti più stretti sò stati pruposti per i paràmetri chjave di i materiali semiconduttori, cum'è a larghezza di banda, a forza di u campu elettricu, a saturazione di l'elettroni è a conduttività termale. Sutta sta circustanza, materiali semiconductor bandgap largu rapprisintatu dacarburu di siliciu(SiC) sò apparsu cum'è l'amore di l'applicazioni di densità d'alta putenza.
Cum'è un semiconductor cumpostu,carburu di siliciuhè estremamente raru in natura è appare in a forma di moissanite minerale. Attualmente, quasi tuttu u carburu di siliciu vendutu in u mondu hè sintetizatu artificialmente. U carburu di siliciu hà i vantaghji di una alta durezza, una alta conduttività termica, una bona stabilità termica è un altu campu elettricu di rottura critica. Hè un materiale ideale per fà i dispusitivi semiconductor d'alta tensione è d'alta putenza.
Allora, cumu sò fabbricati i dispositi semiconduttori di putenza di carburu di siliciu?
Chì ghjè a diffarenza trà u prucessu di fabricazione di u carburu di siliciu è u prucessu di fabricazione tradiziunale basatu in siliciu? Partendu da questa questione, "Cose circaDispositivu di Carbide di SiliciuManufacturing" revelà i sicreti unu per unu.
I
U flussu di prucessu di a fabricazione di dispositivi di carburu di siliciu
U prucessu di fabricazione di i dispositi di carburu di siliciu hè generalmente simile à quellu di i dispositi basati in silicuu, cumpresu principalmente fotolitografia, pulizia, doping, incisione, furmazione di film, diluzione è altri prucessi. Parechji pruduttori di dispositivi di putere ponu risponde à i bisogni di fabricazione di i dispositi di carburu di siliciu aghjurnendu e so linee di produzzione basate nantu à u prucessu di fabricazione basatu in siliciu. Tuttavia, e proprietà speciali di i materiali di carburu di siliciu determinanu chì certi prucessi in a fabricazione di i so dispositi anu bisognu di appughjà nantu à l'equipaggiu specificu per u sviluppu speciale per permette à i dispositi di carburu di siliciu per resiste à l'alta tensione è l'alta corrente.
II
Introduzione à i moduli di prucessu speciale in carburu di silicium
I moduli di prucessu speciale di carburu di siliciu coprenu principalmente doping per iniezione, furmazione di struttura di porta, incisione di morfologia, metallizazione è processi di diradamentu.
(1) Doping d'iniezione: A causa di l'alta energia di legame carbonu-silicuu in u carburu di siliciu, l'atomi di impurità sò difficiuli di diffusione in u carburu di siliciu. Quandu si preparanu i dispositi in carburu di siliciu, u doping di i junctions PN pò esse realizatu solu per l'implantazione di ioni à alta temperatura.
U doping hè generalmente fattu cù ioni impurità cum'è boru è fosforu, è a prufundità di doping hè di solitu 0.1μm ~ 3μm. L'implantazione di ioni d'alta energia distrughjerà a struttura reticulata di u materiale di carburu di siliciu stessu. L'annealing à alta temperatura hè necessariu per riparà i danni di lattice causati da l'implantazione di ioni è cuntrullà l'effettu di l'annealing nantu à a rugosità di a superficia. I prucessi core sò l'implantazione di ioni à alta temperatura è l'annealing à alta temperatura.
Figura 1 Schematic schema di implantation ionica è effetti annealing high-temperature
(2) Formazione di a struttura di a porta: A qualità di l'interfaccia SiC / SiO2 hà una grande influenza nantu à a migrazione di u canali è l'affidabilità di a porta di MOSFET. Hè necessariu di sviluppà prucessi specifichi di annealing di ossidu di porta è post-ossidazione per cumpensà i legami pendenti à l'interfaccia SiC / SiO2 cù atomi speciali (cum'è l'atomi di nitrogenu) per risponde à i requisiti di prestazione di l'interfaccia SiC / SiO2 di alta qualità è alta. migrazione di i dispusitivi. I prucessi core sò l'ossidazione à alta temperatura di l'ossidu di porta, LPCVD è PECVD.
Figura 2 Schematic schema di a deposizione di film d'ossidu ordinariu è l'ossidazione à alta temperatura
(3) Incisione di morfologia: i materiali di carburu di siliciu sò inerti in solventi chimichi, è u cuntrollu di morfologia precisa pò esse ottenuta solu per metudi di incisione secca; materiali maschera, selezzione incisione mascara, mistu gasu, cuntrollu sidewall, tassu incisione, rugosità sidewall, etc ci vole à esse sviluppatu secondu à e caratteristiche di materiali di carburu di silicium. I prucessi core sò a deposizione di film sottile, a fotolitografia, a corrosione di film dielettricu è i prucessi di incisione secca.
Figura 3 Schema schematicu di u prucessu di gravure à u carburu di silicium
(4) Metallizazione: L'elettrodu di fonte di u dispusitivu necessita di metallu per furmà un bonu cuntattu ohmicu di bassa resistenza cù carburu di siliciu. Stu ùn hè micca solu bisognu di regulà u prucessu di depositu di metallu è cuntrullà u statu interfaccia di u cuntattu metallu-semiconductor, ma dinù abbisogna annealing high-temperature à riduce l 'altezza barriera Schottky è ghjunghje sin'à u cuntattu ohmic metallu-silicium. I prucessi core sò sputtering di magnetroni di metalli, evaporazione di fasciu elettroni, è annealing termale rapidu.
Figura 4 Schematic schema di principiu di magnetron sputtering è effettu metallization
(5) Prucessu di diluzione: u materiale di carburu di siliciu hà e caratteristiche di alta durezza, alta fragilità è bassa tenacità di frattura. U so prucessu di macinazione hè propensu à causà frattura fragile di u materiale, causannu danni à a superficia di l'ostia è a subsuperficie. I novi prucessi di macinazione anu da esse sviluppati per risponde à i bisogni di fabricazione di i dispositi di carburu di silicium. I prucessi di core sò l'arrugginimentu di i dischi di macinazione, l'appiccicazione è a sbucciatura di film, etc.
Figura 5 Schematic schema di wafer grinding / thinning principiu
Tempu di post: 22-oct-2024