Ko te Whakataki Taketake o te SiC Epitaxial Growth Process

Ko te paparanga epitaxial he kiriata karaihe kotahi i tupu i runga i te angiangi na roto i te tukanga ep·itaxial, a ko te angiangi angiangi me te kiriata epitaxial e kiia ana ko te wafer epitaxial. Ma te whakatipu i te paparanga epitaxial silicon carbide i runga i te tïpako carbide silicon carbide conductive, ka taea te whakarite i te wafer epitaxial homogeneous silicon carbide ki roto Schottky diodes, MOSFETs, IGBTs me etahi atu taputapu hiko, i roto i enei ko te tïpako 4H-SiC te mea tino whakamahia.

Na te rereke o nga mahi whakangao o te taputapu hiko silicon carbide me te taputapu hiko silicon tuku iho, kaore e taea te hanga tika i runga i nga taonga karaihe kotahi. Ko etahi atu rauemi epitaxial kounga teitei me whakatipu ki runga i te tïpako karaihe kotahi, me hanga nga momo taputapu ki runga i te paparanga epitaxial. Na reira, ko te kounga o te paparanga epitaxial he mana nui ki te mahi o te taputapu. Ko te whakapai ake i nga mahi o nga taputapu hiko rereke ka tukuna ano nga whakaritenga teitei ake mo te matotoru o te paparanga epitaxial, te kukū doping me nga hapa.

FIG. 1. Te hononga i waenga i te kukū doping me te matotoru o te paparanga epitaxial o te taputapu unipolar me te ngaohiko aukati

Ko nga tikanga whakarite mo te paparanga epitaxial SIC ko te tikanga tipu whakaetonga, te tipu epitaxial wahanga wai (LPE), te tipu epitaxial kurupae ngota (MBE) me te tuunga matū matū (CVD). I tenei wa, ko te whakangao matū kohu (CVD) te tikanga matua e whakamahia ana mo te hanga nui i roto i nga wheketere.

FIG. 2. Te whakataurite o nga tikanga whakareri matua o te paparanga epitaxial

I runga i te tïpako tuaka tuaka {0001} me tetahi Koki honga, pera i te Whakaaturanga 2(b), he nui ake te kiato o te mata hikoi, he iti ake te rahi o te mata hikoi, kaore i te ngawari te mahi karihi ka puta i runga i te mata o te hikoi, engari he maha ake ka puta i te waahi hanumi o te hikoi. I roto i tenei take, kotahi anake te kī karihi. Na reira, ka taea e te paparanga epitaxial te whakahoki tika i te raupapa o te taapiri o te tïpako, na reira ka whakakorea te raru o te noho tahitanga maha-momo.

FIG. 3. Te hoahoa tukanga tinana o te 4H-SiC mana whakahaere tikanga epitaxy

FIG. 4. Nga tikanga tino nui mo te tipu CVD na te tikanga epitaxy 4H-SiC taahiraa-whakahaere

FIG. 5. Te whakataurite i nga reiti tipu i raro i nga punaa hikaka rereke i roto i te 4H-SiC epitaxy

I tenei wa, he ahua pakeke te hangarau epitaxy silicon carbide epitaxy i roto i nga tono ngaohiko iti me te reo (penei i nga taputapu 1200 volt). Ko te whakakotahitanga matotoru, te whakakotahitanga o te kukū doping me te tohatoha koha o te paparanga epitaxial ka eke ki te taumata pai, ka taea te whakatutuki i nga hiahia o te ngaohiko waenga me te iti SBD (Schottky diode), MOS (metal oxide semiconductor field effect transistor), JBS ( junction diode) me etahi atu taputapu.

Heoi, i te waahi o te pehanga teitei, me kaha tonu nga wafers epitaxial ki te wikitoria i nga wero maha. Hei tauira, mo nga taputapu e tika ana kia tu ki te 10,000 volts, me 100μm te matotoru o te paparanga epitaxial. Ka whakatauritea ki nga taputapu iti-ngaohiko, he rereke te matotoru o te paparanga epitaxial me te riterite o te kukū doping, ina koa ko te rite o te kukū doping. I te wa ano, ko te koha tapatoru i roto i te paparanga epitaxial ka whakangaro i te mahi katoa o te taputapu. I roto i nga tono ngaohiko teitei, ka whakamahia e nga momo taputapu nga taputapu bipolar, e hiahia ana kia nui te oranga o te hunga iti i roto i te paparanga epitaxial, no reira me arotau te tukanga ki te whakapai ake i te oranga o te hunga tokoiti.

I tenei wa, ko te epitaxy whare te nuinga 4 inihi me te 6 inihi, a kei te piki haere te wahanga o te epitaxy silicon carbide epitaxy i ia tau. Ko te rahi o te pepa epitaxial silicon carbide e tino iti ana na te rahi o te taputapu carbide silicon. I tenei wa, kua hokohokohia te 6-inihi carbide carbide substrate, no reira kei te huri haere te epitaxial silicon carbide mai i te 4 inihi ki te 6 inihi. Na te whakapai tonutanga o te hangarau whakamaarama o te taputapu carbide silicon carbide me te roha kaha, kei te heke haere te utu o te taputapu silicon carbide. I roto i te hanganga o te utu pepa epitaxial, ka nui ake i te 50% te utu o te taputapu, na te hekenga o te utu o te taputapu, ka heke ano te utu o te pepa epitaxial silicon carbide.