عند شراء رقاقة كربيد السيليكون للنمو الظهاري، فإن تحديد قطر الرقاقة، والنمط المتعدد، ونوع التشويب ليس كافيًا. يمكن أن تؤثر زاوية الانحراف عن المحور للرقاقة، والمعروفة أيضًا بزاوية الانحراف، بشكل كبير على نمو التدفق الخطي، واستقرار النمط المتعدد، والتشكيل السطحي، وانتشار العيوب، وإنتاجية الجهاز النهائية.
بالنسبة لرقائق 4H-SiC، هناك ثلاث اتجاهات شائعة المناقشة:
هذه الزوايا ليست قابلة للتبديل. رقاقة 0 درجة ليست أكثر دقة تلقائيًا، بينما رقاقة 8 درجة ليست أفضل تلقائيًا للنمو الظهاري. تخلق كل زاوية بنية خطوة سطحية مختلفة ويجب مطابقتها مع عملية النمو الظهاري وتطبيق الجهاز.
يشرح هذا الدليل كيف تؤثر زوايا الانحراف عن المحور 0 درجة و 4 درجات و 8 درجات لرقائق SiC على النمو الظهاري ويوفر قائمة مرجعية لطلب عرض أسعار لاختيار الركيزة الصحيحة.
بلورة SiC لها مستويات واتجاهات بلورية محددة. بالنسبة لرقاقة 4H-SiC القياسية من النوع C، يكون السطح الاسمي عموديًا على المحور c للبلورة، ممثلاً بالمستوى (0001).
الرقاقة على المحور يتم قطعها تقريبًا بالتوازي مع هذا المستوى القاعدي.
الرقاقة المنحرفة عن المحور يتم قطعها عمدًا بزاوية صغيرة بعيدًا عن المستوى القاعدي الدقيق، عادةً نحو اتجاه بلوري محدد مثل:
يخلق الميل المتعمد سطحًا يحتوي على مصاطب ذرية تفصلها خطوات. توفر هذه الخطوات مواقع مفضلة للذرات القادمة أثناء النمو الظهاري.
لذلك، يشمل تحديد الانحراف عن المحور عنصرين منفصلين:
مواصفات تشير فقط إلى "4 درجة انحراف عن المحور" غير مكتملة إذا لم يتم تضمين الاتجاه البلوري والتفاوت الزاوي.
يوجد كربيد السيليكون في العديد من الهياكل البلورية تسمى الأنماط المتعددة. تشمل الأمثلة الشائعة 3C-SiC و 4H-SiC و 6H-SiC.
أثناء النمو الظهاري المتجانس، يكون الهدف عادةً هو إعادة إنتاج النمط المتعدد للركيزة. على سبيل المثال، يجب أن تنتج ركيزة 4H-SiC طبقة نمو ظهاري 4H-SiC.
تساعد الخطوات الذرية على سطح منحرف عن المحور أنواع السيليكون والكربون القادمة على اتباع تسلسل التكديس للبلورة الأساسية. تسمى هذه الآلية النمو الظهاري المتحكم فيه بالخطوات أو نمو التدفق الخطي.
تؤكد الأبحاث المنشورة أن النمو الظهاري لـ 4H-SiC يستخدم عادةً ركائز منحرفة بزاوية 4 درجات لتحسين نمو التدفق الخطي والحفاظ على استقرار النمط المتعدد. أبحاث المواد حول تكوين تضمينات 3C
العلاقة العامة هي:
ومع ذلك، فإن زيادة كثافة الخطوات تغير أيضًا تكتل الخطوات، والخشونة السطحية، وسلوك العيوب، واستخدام المواد.
رقاقة SiC اسميًا على المحور لها سطح قريب من المستوى القاعدي الدقيق (0001). مصاطبها أوسع وكثافة خطواتها الطبيعية أقل من رقائق 4 درجات أو 8 درجات.
"على المحور" لا يعني دائمًا 0.000 درجة بالضبط. قد لا تزال الرقائق الفعلية تحتوي على انحراف صغير متبقي ناتج عن انحناء البلورة، ودقة القطع، وانحناء الرقاقة، والتلميع.
لذلك، يجب أن يحدد طلب عرض الأسعار تفاوتًا زاويًا، مثل:
على المحور (0001) ±0.5 درجة
للأبحاث المتطلبة، قد تكون هناك حاجة إلى تفاوت أضيق أو خريطة توجيه كاملة للرقاقة.
تشمل المزايا المحتملة:
مع عدد أقل من الخطوات السطحية، يكون لدى الذرات عدد أقل من مواقع الدمج المفضلة عند حافة الخطوة. يمكن أن يصبح التنويم ثنائي الأبعاد أكثر احتمالًا إذا لم يتم التحكم في العملية بعناية.
بالنسبة للنمو الظهاري المتجانس 4H-SiC، قد يؤدي هذا إلى:
أظهرت الأبحاث على وجه السيليكون 4H-SiC اسميًا على المحور أن النمو الظهاري عالي الجودة ممكن، ولكن التحكم في تضمينات 3C-SiC يظل تحديًا معالجة مهمًا. دراسة النمو الظهاري على المحور 4H-SiC
يمكن لتصميم المفاعل الحديث، والحفر في الموقع، والتحكم في درجة الحرارة، وتصعيد المواد الأولية، وتحسين نسبة C/Si تحسين النمو على المحور. ومع ذلك، لا يمكن نقل وصفة النمو الظهاري المطورة لرقائق 4 درجات ببساطة إلى رقائق 0 درجة دون تطوير العملية.
قد يتم اختيار رقائق 4H-SiC على المحور لـ:
يجب تأكيد الزاوية الصحيحة لـ GaN-on-SiC مع مزود النمو الظهاري لـ GaN لأن التنويم AlN، والقطبية، وظروف المفاعل يمكن أن تغير الانحراف المفضل.
توفر رقاقة 4H-SiC منحرفة عن المحور بزاوية 4 درجات توازنًا عمليًا بين كثافة الخطوات، واستقرار عملية النمو الظهاري، وتكلفة تصنيع الركيزة.
يحتوي السطح على خطوات كافية لدعم نمو التدفق الخطي مع تجنب بعض عيوب استخدام المواد المرتبطة بقطع أكبر بزاوية 8 درجات.
مواصفات شائعة لركائز أجهزة الطاقة 4H-SiC الموصلة هي:
لا يزال يجب تأكيد الاتجاه والتفاوت الدقيقين لكل عملية.
يمكن أن توفر ركيزة 4 درجات محضرة بشكل صحيح:
أظهرت الأبحاث طبقات نمو ظهاري 4H-SiC سميكة ذات معدل نمو مرتفع مع تشكيل متحكم فيه على ركائز منحرفة بزاوية 4 درجات عند تحسين درجة الحرارة، والكيمياء السطحية، ونسبة C/Si، والحفر قبل النمو.
زاوية الانحراف عن المحور 4 درجات لا تقضي على عيوب النمو الظهاري. تشمل المشكلات المحتملة:
تعتمد كثافة العيوب النهائية على كل من الركيزة وعملية النمو. يؤثر تحضير السطح، والحفر بالهيدروجين، ومعدل النمو، والضغط، ودرجة الحرارة، ونسبة المواد الأولية على النتيجة.
تعتبر رقاقة 4H-N SiC منحرفة عن المحور بزاوية 4 درجات خيارًا شائعًا لـ:
بالنسبة لمعظم مشاريع أجهزة الطاقة القياسية 4H-SiC الموصلة، فإن 4 درجات هي الاتجاه الأول الذي يجب على المشترين تقييمه.
رقاقة منحرفة عن المحور بزاوية 8 درجات لها ميل اسمي ضعف ميل رقاقة 4 درجات تقريبًا. لذلك فهي تقدم كثافة خطوات سطحية أعلى ومصاطب أضيق.
تاريخيًا، تم استخدام الركائز المنحرفة عن المحور بزاوية 8 درجات على نطاق واسع لتوفير ظروف قوية لنمو التدفق الخطي وتكرار النمط المتعدد الموثوق به.
تشمل المزايا المحتملة:
يمكن أن تقدم زاوية الانحراف عن المحور الأكبر عيوبًا تجارية ومعالجة:
زاوية القطع الأكبر تعني أنه يمكن الحصول على عدد أقل من الرقائق من بول بلوري معين. يصبح هذا العيب أكثر أهمية مع زيادة قطر الرقاقة.
حددت الأبحاث التي تقارن مناهج الانحراف عن المحور الركائز 4 درجات كبديل موفر للتكلفة للركائز 8 درجات مع الحفاظ على نمو فعال بالتدفق الخطي.
قد تكون رقاقة SiC منحرفة عن المحور بزاوية 8 درجات مناسبة لـ:
لا ينبغي للمشتري التبديل من 8 درجات إلى 4 درجات فقط لتقليل تكلفة الركيزة دون تأهيل عملية النمو الظهاري أولاً.
| البند | 0 درجة على المحور | 4 درجة انحراف عن المحور | 8 درجة انحراف عن المحور |
|---|---|---|---|
| كثافة الخطوات السطحية | منخفضة | متوسط | عالية |
| عرض المصطبة | واسع | متوسط | ضيق |
| استقرار التدفق الخطي | يعتمد على العملية | قوي في العمليات القياسية | قوي جدًا في العمليات المتوافقة |
| التحكم في نمط 4H المتعدد | أكثر صعوبة | مستقر بشكل عام | مستقر بشكل عام |
| خطر تضمين 3C | أعلى بدون تحسين العملية | أقل | أقل |
| حساسية تكتل الخطوات | يعتمد على العملية | معتدلة | محتمل أن تكون أعلى |
| استخدام مواد البول | الأعلى | جيد | أقل |
| تكلفة الركيزة النسبية | مواتية عادةً | متوازنة | محتمل أن تكون أعلى |
| استخدام أجهزة الطاقة القياسية | محدود أو متخصص | شائع | قديم أو متخصص |
| استخدام RF شبه العازل | خيار شائع | متوفر لعمليات مختارة | مخصص |
| قابلية نقل العملية | يتطلب وصفة مخصصة | توافق واسع | يتطلب وصفة 8 درجات متوافقة |
يقدم الجدول إرشادات اختيار عامة. يعتمد الأداء الفعلي على النمط المتعدد، وقطبية الوجه، وطريقة النمو، وحجم الرقاقة، ووصفة النمو الظهاري.
يمكن أن تخلق تضمينات 3C-SiC غير المرغوب فيها مناطق معيبة كهربائيًا وتقلل من مساحة الشريحة القابلة للاستخدام.
النمو على المحور حساس بشكل خاص لتنويم النمط المتعدد، بينما توفر الأسطح 4 درجات و 8 درجات خطوات أكثر للحفاظ على تسلسل تكديس 4H.
سطح نمو ظهاري أملس ضروري للتصوير الضوئي، وتكوين أكسيد البوابة، وتوحيد الجهاز.
يمكن أن ينتج عدم مطابقة زاوية الانحراف وظروف النمو:
إزاحات المستوى القاعدي مهمة لأجهزة SiC ثنائية القطب لأنها يمكن أن تساهم في توسع عيوب التكديس وتدهور الجهد الأمامي.
يمكن أن يكرر النمو المنحرف عن المحور إزاحات المستوى القاعدي من الركيزة إلى طبقة النمو الظهاري. تحاول العمليات الحديثة تحويل إزاحات المستوى القاعدي إلى إزاحات حافة خيطية أقل ضررًا أو منع انتشارها.
تؤثر كثافة الخطوات على كيفية دمج النيتروجين والشوائب الأخرى أثناء النمو. لذلك قد يتطلب تغيير زاوية الانحراف عن المحور تعديلات على تدفق الغاز، ودرجة الحرارة، ونسبة C/Si للحفاظ على التشويب المستهدف.
قد يختلف الانحراف الفعلي عن المحور من المركز إلى الحافة بسبب انحناء المستوى البلوري وهندسة الرقاقة. يمكن أن يسبب هذا تغيرات موضعية في بنية الخطوة عبر الرقاقة.
بالنسبة للرقائق الأكبر أو الإنتاج المتطلب، قد يطلب المشترون:
قد تحسن زاوية الانحراف عن المحور الأكبر ظروف النمو الظهاري معينة ولكنها تقلل من عدد الركائز التي يمكن قطعها من بول.
النتيجة الأقل عيوبًا للنمو الظهاري لا تنتج بالضرورة أقل تكلفة إجمالية للجهاز. يجب على المشترين النظر في:
لا يجب تقييم زاوية الانحراف عن المحور بشكل منفصل عن قطبية الرقاقة.
يمكن معالجة رقاقة SiC على:
تستخدم معظم عمليات النمو الظهاري التجارية لأجهزة الطاقة 4H-SiC وجه السيليكون. يمكن استخدام مادة وجه الكربون للنمو الظهاري المتخصص، أو الأبحاث، أو تكوين الجرافين، أو العمليات التي تتطلب كيمياء سطحية مختلفة.
يمكن أن تتصرف أسطح وجه السيليكون ووجه الكربون بشكل مختلف أثناء:
لذلك، يجب أن يحدد طلب عرض الأسعار كلاً من الوجه ومواصفات الانحراف عن المحور.
نقطة البداية الموصى بها:
نقطة البداية الموصى بها:
نقطة البداية الموصى بها:
نقطة البداية الموصى بها:
| المعلمة | المعلومات المطلوب تقديمها |
| التطبيق | MOSFET للطاقة، SBD، GaN RF، بحث أو بصري |
| المنتج | ركيزة عارية أو رقاقة نمو ظهاري |
| النمط المتعدد | 4H-SiC، 6H-SiC أو غيرها |
| الموصلية | نوع N، نوع P أو شبه عازل |
| القطر | 2، 3، 4، 6، 8 بوصة أو مخصص |
| المستوى البلوري | مستوى C، مستوى A أو غيرها |
| وجه الرقاقة | وجه السيليكون أو وجه الكربون |
| زاوية الانحراف عن المحور | 0 درجة، 4 درجة، 8 درجة أو مخصص |
| اتجاه الانحراف عن المحور | |
| تفاوت الزاوية | على سبيل المثال، ±0.5 درجة |
| السماكة | السماكة الاسمية والتفاوت |
| المقاومة | النطاق أو الحد الأدنى للقيمة |
| السطح | SSP، DSP، CMP أو جاهز للنمو الظهاري |
| خشونة السطح | الحد الأقصى Ra |
| TTV | الحد الأقصى للقيمة |
| الانحناء والتشوه | القيم القصوى المسموح بها |
| حدود العيوب | MPD، TSD، TED و BPD |
| عيوب السطح | خدوش، حفر، جسيمات وشرائح حافة |
| استبعاد الحافة | منطقة قابلة للاستخدام مفحوصة |
| تقرير التوجيه | قياس المركز أو خريطة كاملة للرقاقة |
| الكمية | عينة، تأهيل أو حجم إنتاج |
التطبيق: نمو ظهاري SiC MOSFET
المادة: 4H-SiC
الموصلية: نوع N
القطر: 150 مم
التوجيه:
تفاوت الزاوية: ±0.5 درجة
السطح: CMP وجه السيليكون، جاهز للنمو الظهاري
الجانب الخلفي: تلميع بصري لوجه الكربون
السماكة: وفقًا لمتطلبات التعامل مع تصنيع الجهاز
المقاومة: نطاق إنتاج محدد
TTV: الحد الأقصى المحدد من قبل المشتري
الانحناء/التشوه: الحد الأقصى المحدد من قبل المشتري
خشونة السطح: Ra أقل من حد CMP المتفق عليه
العيوب: مطلوب حدود MPD، BPD، TSD وعيوب الحافة
الفحص: تقرير توجيه الأشعة السينية، مسح السطح، وتقارير الهندسة
الكمية: 5 رقائق للتأهيل، تليها طلب إنتاج
لا. تستخدم زاوية الانحراف عن المحور 4 درجات على نطاق واسع لنمو أجهزة الطاقة 4H-SiC الموصلة، ولكن الركائز شبه العازلة للترددات الراديوية، والعمليات القديمة، والأبحاث المتخصصة قد تتطلب 0 درجة، أو 8 درجات، أو زاوية أخرى.
نعم، ولكن النمو الظهاري المتجانس على المحور يتطلب عمومًا عملية نمو مخصصة للتحكم في تنويم النمط المتعدد، وتضمينات 3C-SiC، والتشكيل السطحي.
يوفر انحراف 4 درجات كثافة خطوات كافية للنمو الظهاري المستقر مع تحسين استخدام البول وتقليل تكلفة المواد مقارنة بقطع أكبر بزاوية 8 درجات.
نعم. قد تظهر رقاقتا بنفس زاوية 4 درجات ولكن باتجاهات انحراف مختلفة هياكل خطوات وسلوك نمو ظهاري مختلف. حدد دائمًا الزاوية والاتجاه.
غالبًا ما يتم توفير 4H-SiC شبه العازل على المحور لتطبيقات الترددات الراديوية و GaN-on-SiC. ومع ذلك، قد تكون خيارات 4 درجات و 8 درجات متاحة لعمليات النمو الظهاري المخصصة.
ليس بدون تأهيل. قد تتطلب وصفة النمو الظهاري تغييرات في درجة الحرارة، ومعدل النمو، والضغط، والحفر المسبق، ونسب المواد الأولية.
زاوية الانحراف عن المحور لرقاقة SiC هي معلمة نمو ظهاري وظيفية وليست مجرد تفاوت بعدي بسيط.
توفر رقاقة 0 درجة استخدامًا عاليًا للمواد ويمكن أن تكون مناسبة لركائز الترددات الراديوية شبه العازلة أو النمو الظهاري المتخصص، ولكنها تتطلب تحكمًا دقيقًا في تنويم النمط المتعدد.
توفر رقاقة 4 درجات منحرفة عن المحور توازنًا قويًا بين استقرار التدفق الخطي، والتكلفة، والتوافق مع الإنتاج، مما يجعلها خيارًا شائعًا لأجهزة الطاقة 4H-SiC الموصلة.
توفر رقاقة 8 درجات منحرفة عن المحور كثافة خطوات عالية وتظل قيمة للعمليات القديمة المؤهلة والنمو الظهاري المتخصص، على الرغم من أنها قد تزيد من تكلفة المواد وحساسية تكتل الخطوات.
قبل طلب عرض أسعار، يجب على المشترين تأكيد:
أفضل رقاقة SiC ليست الرقاقة ذات زاوية الانحراف الأكبر أو الأصغر. إنها الرقاقة التي تتطابق مواصفات توجيهها وسطحها وعيوبها مع عملية النمو الظهاري المقصودة.
علامات: زاوية الانحراف عن المحور لرقاقة SiC، رقاقة SiC 4 درجات، ركيزة SiC 8 درجات، رقاقة SiC على المحور، انحراف رقاقة SiC، نمو ظهاري 4H-SiC، توجيه ركيزة SiC، مورد رقاقة SiC
عند شراء رقاقة كربيد السيليكون للنمو الظهاري، فإن تحديد قطر الرقاقة، والنمط المتعدد، ونوع التشويب ليس كافيًا. يمكن أن تؤثر زاوية الانحراف عن المحور للرقاقة، والمعروفة أيضًا بزاوية الانحراف، بشكل كبير على نمو التدفق الخطي، واستقرار النمط المتعدد، والتشكيل السطحي، وانتشار العيوب، وإنتاجية الجهاز النهائية.
بالنسبة لرقائق 4H-SiC، هناك ثلاث اتجاهات شائعة المناقشة:
هذه الزوايا ليست قابلة للتبديل. رقاقة 0 درجة ليست أكثر دقة تلقائيًا، بينما رقاقة 8 درجة ليست أفضل تلقائيًا للنمو الظهاري. تخلق كل زاوية بنية خطوة سطحية مختلفة ويجب مطابقتها مع عملية النمو الظهاري وتطبيق الجهاز.
يشرح هذا الدليل كيف تؤثر زوايا الانحراف عن المحور 0 درجة و 4 درجات و 8 درجات لرقائق SiC على النمو الظهاري ويوفر قائمة مرجعية لطلب عرض أسعار لاختيار الركيزة الصحيحة.
بلورة SiC لها مستويات واتجاهات بلورية محددة. بالنسبة لرقاقة 4H-SiC القياسية من النوع C، يكون السطح الاسمي عموديًا على المحور c للبلورة، ممثلاً بالمستوى (0001).
الرقاقة على المحور يتم قطعها تقريبًا بالتوازي مع هذا المستوى القاعدي.
الرقاقة المنحرفة عن المحور يتم قطعها عمدًا بزاوية صغيرة بعيدًا عن المستوى القاعدي الدقيق، عادةً نحو اتجاه بلوري محدد مثل:
يخلق الميل المتعمد سطحًا يحتوي على مصاطب ذرية تفصلها خطوات. توفر هذه الخطوات مواقع مفضلة للذرات القادمة أثناء النمو الظهاري.
لذلك، يشمل تحديد الانحراف عن المحور عنصرين منفصلين:
مواصفات تشير فقط إلى "4 درجة انحراف عن المحور" غير مكتملة إذا لم يتم تضمين الاتجاه البلوري والتفاوت الزاوي.
يوجد كربيد السيليكون في العديد من الهياكل البلورية تسمى الأنماط المتعددة. تشمل الأمثلة الشائعة 3C-SiC و 4H-SiC و 6H-SiC.
أثناء النمو الظهاري المتجانس، يكون الهدف عادةً هو إعادة إنتاج النمط المتعدد للركيزة. على سبيل المثال، يجب أن تنتج ركيزة 4H-SiC طبقة نمو ظهاري 4H-SiC.
تساعد الخطوات الذرية على سطح منحرف عن المحور أنواع السيليكون والكربون القادمة على اتباع تسلسل التكديس للبلورة الأساسية. تسمى هذه الآلية النمو الظهاري المتحكم فيه بالخطوات أو نمو التدفق الخطي.
تؤكد الأبحاث المنشورة أن النمو الظهاري لـ 4H-SiC يستخدم عادةً ركائز منحرفة بزاوية 4 درجات لتحسين نمو التدفق الخطي والحفاظ على استقرار النمط المتعدد. أبحاث المواد حول تكوين تضمينات 3C
العلاقة العامة هي:
ومع ذلك، فإن زيادة كثافة الخطوات تغير أيضًا تكتل الخطوات، والخشونة السطحية، وسلوك العيوب، واستخدام المواد.
رقاقة SiC اسميًا على المحور لها سطح قريب من المستوى القاعدي الدقيق (0001). مصاطبها أوسع وكثافة خطواتها الطبيعية أقل من رقائق 4 درجات أو 8 درجات.
"على المحور" لا يعني دائمًا 0.000 درجة بالضبط. قد لا تزال الرقائق الفعلية تحتوي على انحراف صغير متبقي ناتج عن انحناء البلورة، ودقة القطع، وانحناء الرقاقة، والتلميع.
لذلك، يجب أن يحدد طلب عرض الأسعار تفاوتًا زاويًا، مثل:
على المحور (0001) ±0.5 درجة
للأبحاث المتطلبة، قد تكون هناك حاجة إلى تفاوت أضيق أو خريطة توجيه كاملة للرقاقة.
تشمل المزايا المحتملة:
مع عدد أقل من الخطوات السطحية، يكون لدى الذرات عدد أقل من مواقع الدمج المفضلة عند حافة الخطوة. يمكن أن يصبح التنويم ثنائي الأبعاد أكثر احتمالًا إذا لم يتم التحكم في العملية بعناية.
بالنسبة للنمو الظهاري المتجانس 4H-SiC، قد يؤدي هذا إلى:
أظهرت الأبحاث على وجه السيليكون 4H-SiC اسميًا على المحور أن النمو الظهاري عالي الجودة ممكن، ولكن التحكم في تضمينات 3C-SiC يظل تحديًا معالجة مهمًا. دراسة النمو الظهاري على المحور 4H-SiC
يمكن لتصميم المفاعل الحديث، والحفر في الموقع، والتحكم في درجة الحرارة، وتصعيد المواد الأولية، وتحسين نسبة C/Si تحسين النمو على المحور. ومع ذلك، لا يمكن نقل وصفة النمو الظهاري المطورة لرقائق 4 درجات ببساطة إلى رقائق 0 درجة دون تطوير العملية.
قد يتم اختيار رقائق 4H-SiC على المحور لـ:
يجب تأكيد الزاوية الصحيحة لـ GaN-on-SiC مع مزود النمو الظهاري لـ GaN لأن التنويم AlN، والقطبية، وظروف المفاعل يمكن أن تغير الانحراف المفضل.
توفر رقاقة 4H-SiC منحرفة عن المحور بزاوية 4 درجات توازنًا عمليًا بين كثافة الخطوات، واستقرار عملية النمو الظهاري، وتكلفة تصنيع الركيزة.
يحتوي السطح على خطوات كافية لدعم نمو التدفق الخطي مع تجنب بعض عيوب استخدام المواد المرتبطة بقطع أكبر بزاوية 8 درجات.
مواصفات شائعة لركائز أجهزة الطاقة 4H-SiC الموصلة هي:
لا يزال يجب تأكيد الاتجاه والتفاوت الدقيقين لكل عملية.
يمكن أن توفر ركيزة 4 درجات محضرة بشكل صحيح:
أظهرت الأبحاث طبقات نمو ظهاري 4H-SiC سميكة ذات معدل نمو مرتفع مع تشكيل متحكم فيه على ركائز منحرفة بزاوية 4 درجات عند تحسين درجة الحرارة، والكيمياء السطحية، ونسبة C/Si، والحفر قبل النمو.
زاوية الانحراف عن المحور 4 درجات لا تقضي على عيوب النمو الظهاري. تشمل المشكلات المحتملة:
تعتمد كثافة العيوب النهائية على كل من الركيزة وعملية النمو. يؤثر تحضير السطح، والحفر بالهيدروجين، ومعدل النمو، والضغط، ودرجة الحرارة، ونسبة المواد الأولية على النتيجة.
تعتبر رقاقة 4H-N SiC منحرفة عن المحور بزاوية 4 درجات خيارًا شائعًا لـ:
بالنسبة لمعظم مشاريع أجهزة الطاقة القياسية 4H-SiC الموصلة، فإن 4 درجات هي الاتجاه الأول الذي يجب على المشترين تقييمه.
رقاقة منحرفة عن المحور بزاوية 8 درجات لها ميل اسمي ضعف ميل رقاقة 4 درجات تقريبًا. لذلك فهي تقدم كثافة خطوات سطحية أعلى ومصاطب أضيق.
تاريخيًا، تم استخدام الركائز المنحرفة عن المحور بزاوية 8 درجات على نطاق واسع لتوفير ظروف قوية لنمو التدفق الخطي وتكرار النمط المتعدد الموثوق به.
تشمل المزايا المحتملة:
يمكن أن تقدم زاوية الانحراف عن المحور الأكبر عيوبًا تجارية ومعالجة:
زاوية القطع الأكبر تعني أنه يمكن الحصول على عدد أقل من الرقائق من بول بلوري معين. يصبح هذا العيب أكثر أهمية مع زيادة قطر الرقاقة.
حددت الأبحاث التي تقارن مناهج الانحراف عن المحور الركائز 4 درجات كبديل موفر للتكلفة للركائز 8 درجات مع الحفاظ على نمو فعال بالتدفق الخطي.
قد تكون رقاقة SiC منحرفة عن المحور بزاوية 8 درجات مناسبة لـ:
لا ينبغي للمشتري التبديل من 8 درجات إلى 4 درجات فقط لتقليل تكلفة الركيزة دون تأهيل عملية النمو الظهاري أولاً.
| البند | 0 درجة على المحور | 4 درجة انحراف عن المحور | 8 درجة انحراف عن المحور |
|---|---|---|---|
| كثافة الخطوات السطحية | منخفضة | متوسط | عالية |
| عرض المصطبة | واسع | متوسط | ضيق |
| استقرار التدفق الخطي | يعتمد على العملية | قوي في العمليات القياسية | قوي جدًا في العمليات المتوافقة |
| التحكم في نمط 4H المتعدد | أكثر صعوبة | مستقر بشكل عام | مستقر بشكل عام |
| خطر تضمين 3C | أعلى بدون تحسين العملية | أقل | أقل |
| حساسية تكتل الخطوات | يعتمد على العملية | معتدلة | محتمل أن تكون أعلى |
| استخدام مواد البول | الأعلى | جيد | أقل |
| تكلفة الركيزة النسبية | مواتية عادةً | متوازنة | محتمل أن تكون أعلى |
| استخدام أجهزة الطاقة القياسية | محدود أو متخصص | شائع | قديم أو متخصص |
| استخدام RF شبه العازل | خيار شائع | متوفر لعمليات مختارة | مخصص |
| قابلية نقل العملية | يتطلب وصفة مخصصة | توافق واسع | يتطلب وصفة 8 درجات متوافقة |
يقدم الجدول إرشادات اختيار عامة. يعتمد الأداء الفعلي على النمط المتعدد، وقطبية الوجه، وطريقة النمو، وحجم الرقاقة، ووصفة النمو الظهاري.
يمكن أن تخلق تضمينات 3C-SiC غير المرغوب فيها مناطق معيبة كهربائيًا وتقلل من مساحة الشريحة القابلة للاستخدام.
النمو على المحور حساس بشكل خاص لتنويم النمط المتعدد، بينما توفر الأسطح 4 درجات و 8 درجات خطوات أكثر للحفاظ على تسلسل تكديس 4H.
سطح نمو ظهاري أملس ضروري للتصوير الضوئي، وتكوين أكسيد البوابة، وتوحيد الجهاز.
يمكن أن ينتج عدم مطابقة زاوية الانحراف وظروف النمو:
إزاحات المستوى القاعدي مهمة لأجهزة SiC ثنائية القطب لأنها يمكن أن تساهم في توسع عيوب التكديس وتدهور الجهد الأمامي.
يمكن أن يكرر النمو المنحرف عن المحور إزاحات المستوى القاعدي من الركيزة إلى طبقة النمو الظهاري. تحاول العمليات الحديثة تحويل إزاحات المستوى القاعدي إلى إزاحات حافة خيطية أقل ضررًا أو منع انتشارها.
تؤثر كثافة الخطوات على كيفية دمج النيتروجين والشوائب الأخرى أثناء النمو. لذلك قد يتطلب تغيير زاوية الانحراف عن المحور تعديلات على تدفق الغاز، ودرجة الحرارة، ونسبة C/Si للحفاظ على التشويب المستهدف.
قد يختلف الانحراف الفعلي عن المحور من المركز إلى الحافة بسبب انحناء المستوى البلوري وهندسة الرقاقة. يمكن أن يسبب هذا تغيرات موضعية في بنية الخطوة عبر الرقاقة.
بالنسبة للرقائق الأكبر أو الإنتاج المتطلب، قد يطلب المشترون:
قد تحسن زاوية الانحراف عن المحور الأكبر ظروف النمو الظهاري معينة ولكنها تقلل من عدد الركائز التي يمكن قطعها من بول.
النتيجة الأقل عيوبًا للنمو الظهاري لا تنتج بالضرورة أقل تكلفة إجمالية للجهاز. يجب على المشترين النظر في:
لا يجب تقييم زاوية الانحراف عن المحور بشكل منفصل عن قطبية الرقاقة.
يمكن معالجة رقاقة SiC على:
تستخدم معظم عمليات النمو الظهاري التجارية لأجهزة الطاقة 4H-SiC وجه السيليكون. يمكن استخدام مادة وجه الكربون للنمو الظهاري المتخصص، أو الأبحاث، أو تكوين الجرافين، أو العمليات التي تتطلب كيمياء سطحية مختلفة.
يمكن أن تتصرف أسطح وجه السيليكون ووجه الكربون بشكل مختلف أثناء:
لذلك، يجب أن يحدد طلب عرض الأسعار كلاً من الوجه ومواصفات الانحراف عن المحور.
نقطة البداية الموصى بها:
نقطة البداية الموصى بها:
نقطة البداية الموصى بها:
نقطة البداية الموصى بها:
| المعلمة | المعلومات المطلوب تقديمها |
| التطبيق | MOSFET للطاقة، SBD، GaN RF، بحث أو بصري |
| المنتج | ركيزة عارية أو رقاقة نمو ظهاري |
| النمط المتعدد | 4H-SiC، 6H-SiC أو غيرها |
| الموصلية | نوع N، نوع P أو شبه عازل |
| القطر | 2، 3، 4، 6، 8 بوصة أو مخصص |
| المستوى البلوري | مستوى C، مستوى A أو غيرها |
| وجه الرقاقة | وجه السيليكون أو وجه الكربون |
| زاوية الانحراف عن المحور | 0 درجة، 4 درجة، 8 درجة أو مخصص |
| اتجاه الانحراف عن المحور | |
| تفاوت الزاوية | على سبيل المثال، ±0.5 درجة |
| السماكة | السماكة الاسمية والتفاوت |
| المقاومة | النطاق أو الحد الأدنى للقيمة |
| السطح | SSP، DSP، CMP أو جاهز للنمو الظهاري |
| خشونة السطح | الحد الأقصى Ra |
| TTV | الحد الأقصى للقيمة |
| الانحناء والتشوه | القيم القصوى المسموح بها |
| حدود العيوب | MPD، TSD، TED و BPD |
| عيوب السطح | خدوش، حفر، جسيمات وشرائح حافة |
| استبعاد الحافة | منطقة قابلة للاستخدام مفحوصة |
| تقرير التوجيه | قياس المركز أو خريطة كاملة للرقاقة |
| الكمية | عينة، تأهيل أو حجم إنتاج |
التطبيق: نمو ظهاري SiC MOSFET
المادة: 4H-SiC
الموصلية: نوع N
القطر: 150 مم
التوجيه:
تفاوت الزاوية: ±0.5 درجة
السطح: CMP وجه السيليكون، جاهز للنمو الظهاري
الجانب الخلفي: تلميع بصري لوجه الكربون
السماكة: وفقًا لمتطلبات التعامل مع تصنيع الجهاز
المقاومة: نطاق إنتاج محدد
TTV: الحد الأقصى المحدد من قبل المشتري
الانحناء/التشوه: الحد الأقصى المحدد من قبل المشتري
خشونة السطح: Ra أقل من حد CMP المتفق عليه
العيوب: مطلوب حدود MPD، BPD، TSD وعيوب الحافة
الفحص: تقرير توجيه الأشعة السينية، مسح السطح، وتقارير الهندسة
الكمية: 5 رقائق للتأهيل، تليها طلب إنتاج
لا. تستخدم زاوية الانحراف عن المحور 4 درجات على نطاق واسع لنمو أجهزة الطاقة 4H-SiC الموصلة، ولكن الركائز شبه العازلة للترددات الراديوية، والعمليات القديمة، والأبحاث المتخصصة قد تتطلب 0 درجة، أو 8 درجات، أو زاوية أخرى.
نعم، ولكن النمو الظهاري المتجانس على المحور يتطلب عمومًا عملية نمو مخصصة للتحكم في تنويم النمط المتعدد، وتضمينات 3C-SiC، والتشكيل السطحي.
يوفر انحراف 4 درجات كثافة خطوات كافية للنمو الظهاري المستقر مع تحسين استخدام البول وتقليل تكلفة المواد مقارنة بقطع أكبر بزاوية 8 درجات.
نعم. قد تظهر رقاقتا بنفس زاوية 4 درجات ولكن باتجاهات انحراف مختلفة هياكل خطوات وسلوك نمو ظهاري مختلف. حدد دائمًا الزاوية والاتجاه.
غالبًا ما يتم توفير 4H-SiC شبه العازل على المحور لتطبيقات الترددات الراديوية و GaN-on-SiC. ومع ذلك، قد تكون خيارات 4 درجات و 8 درجات متاحة لعمليات النمو الظهاري المخصصة.
ليس بدون تأهيل. قد تتطلب وصفة النمو الظهاري تغييرات في درجة الحرارة، ومعدل النمو، والضغط، والحفر المسبق، ونسب المواد الأولية.
زاوية الانحراف عن المحور لرقاقة SiC هي معلمة نمو ظهاري وظيفية وليست مجرد تفاوت بعدي بسيط.
توفر رقاقة 0 درجة استخدامًا عاليًا للمواد ويمكن أن تكون مناسبة لركائز الترددات الراديوية شبه العازلة أو النمو الظهاري المتخصص، ولكنها تتطلب تحكمًا دقيقًا في تنويم النمط المتعدد.
توفر رقاقة 4 درجات منحرفة عن المحور توازنًا قويًا بين استقرار التدفق الخطي، والتكلفة، والتوافق مع الإنتاج، مما يجعلها خيارًا شائعًا لأجهزة الطاقة 4H-SiC الموصلة.
توفر رقاقة 8 درجات منحرفة عن المحور كثافة خطوات عالية وتظل قيمة للعمليات القديمة المؤهلة والنمو الظهاري المتخصص، على الرغم من أنها قد تزيد من تكلفة المواد وحساسية تكتل الخطوات.
قبل طلب عرض أسعار، يجب على المشترين تأكيد:
أفضل رقاقة SiC ليست الرقاقة ذات زاوية الانحراف الأكبر أو الأصغر. إنها الرقاقة التي تتطابق مواصفات توجيهها وسطحها وعيوبها مع عملية النمو الظهاري المقصودة.
علامات: زاوية الانحراف عن المحور لرقاقة SiC، رقاقة SiC 4 درجات، ركيزة SiC 8 درجات، رقاقة SiC على المحور، انحراف رقاقة SiC، نمو ظهاري 4H-SiC، توجيه ركيزة SiC، مورد رقاقة SiC
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
Türkçe
polski