سي سي ايپيٽيڪسيل ترقي جي عمل جو بنيادي تعارف

Epitaxial پرت هڪ مخصوص واحد ڪرسٽل فلم آهي جيڪا ep·itaxial عمل جي ذريعي ويفر تي وڌندي آهي، ۽ سبسٽريٽ ويفر ۽ epitaxial فلم کي epitaxial wafer چئبو آهي. سلڪون ڪاربائيڊ ايپيٽيڪسيل پرت کي وڌائڻ سان conductive silicon carbide substrate تي، silicon carbide homogeneous epitaxial wafer وڌيڪ تيار ڪري سگهجي ٿو Schottky diodes، MOSFETs، IGBTs ۽ ٻين پاور ڊوائيسز ۾، جن ۾ 4H-SiC سبسٽريٽ سڀ کان وڌيڪ استعمال ٿيل آهي.

ڇاڪاڻ ته سلڪون ڪاربائيڊ پاور ڊيوائس ۽ روايتي سلڪون پاور ڊيوائس جي مختلف پيداواري عمل جي ڪري، اهو سڌو سنئون سلڪون ڪاربائيڊ واحد کرسٽل مواد تي ٺاهي نٿو سگهجي. اضافي اعليٰ معيار جو epitaxial مواد لازمي طور تي کنڊڪٽو سنگل کرسٽل سبسٽرٽ تي پوکيو وڃي ٿو، ۽ مختلف ڊوائيس epitaxial پرت تي تيار ٿيڻ گهرجن. تنهن ڪري، epitaxial پرت جي معيار کي ڊوائيس جي ڪارڪردگي تي وڏو اثر آهي. مختلف پاور ڊوائيسز جي ڪارڪردگي جي بهتري پڻ epitaxial پرت جي ٿلهي، ڊاپنگ ڪنسنٽريشن ۽ خرابين لاء اعلي گهرجن کي اڳتي وڌائي ٿو.

فگ. 1. ڊپنگ ڪنسنٽريشن ۽ يونيپولر ڊيوائس جي epitaxial پرت جي ٿلهي ۽ بلاڪنگ وولٽيج جي وچ ۾ تعلق

SIC epitaxial پرت جي تياري جي طريقن ۾ خاص طور تي evaporation جي واڌ جو طريقو، مائع مرحلو ايپيٽيڪسيل گروتھ (LPE)، ماليڪيولر بيم ايپيٽيڪسيل گروتھ (MBE) ۽ ڪيميائي وانپ جمع (CVD) شامل آھن. في الحال، ڪيميائي وانپ جمع (CVD) مکيه طريقو آهي جيڪو ڪارخانن ۾ وڏي پيماني تي پيداوار لاء استعمال ڪيو ويندو آهي.

فگ. 2. epitaxial پرت جي مکيه تياري جي طريقن جي مقابلي ۾

آف-محور تي {0001} هڪ خاص جھڪندڙ زاويه سان، جيئن تصوير 2(b) ۾ ڏيکاريل آهي، قدم جي مٿاڇري جي کثافت وڏي آهي، ۽ قدم جي مٿاڇري جي سائيز ننڍي آهي، ۽ ڪرسٽل نيوڪليشن آسان ناهي. قدم جي مٿاڇري تي واقع ٿينديون آهن، پر گهڻو ڪري قدم جي ضم ٿيڻ واري نقطي تي ٿينديون آهن. هن معاملي ۾، اتي رڳو هڪ nucleating جي آهي. تنهن ڪري، epitaxial پرت مڪمل طور تي سبسٽرٽ جي اسٽيڪنگ آرڊر کي نقل ڪري سگهي ٿي، اهڙيء طرح ملٽي قسم جي گڏيل وجود جي مسئلي کي ختم ڪري ٿي.

فگ. 3. 4H-SiC قدم ڪنٽرول epitaxy طريقو جو جسماني عمل ڊراگرام

فگ. 4. CVD جي ترقي لاءِ نازڪ حالتون 4H-SiC قدم ڪنٽرول ٿيل ايپيٽڪسي طريقي سان

فگ. 5. 4H-SiC epitaxy ۾ مختلف سلکان ذريعن جي تحت ترقي جي شرح جو مقابلو

في الحال، سلڪون ڪاربائيڊ ايپيٽيڪڪس ٽيڪنالاجي نسبتا بالغ آهي گهٽ ۽ وچولي وولٽ ايپليڪيشنن ۾ (جهڙوڪ 1200 وولٽ ڊوائيسز). ٿلهي هڪجهڙائي، ڊاپنگ ڪنسنٽريشن يونيفارميت ۽ epitaxial پرت جي خرابي جي ورڇ نسبتا سٺي سطح تائين پهچي سگهي ٿي، جيڪا بنيادي طور تي وچولي ۽ گهٽ وولٽيج SBD (Schottky diode)، MOS (metal oxide semiconductor field effect transistor)، JBS ( junction diode) ۽ ٻيا ڊوائيس.

تنهن هوندي به، اعلي دٻاء جي ميدان ۾، epitaxial wafers اڃا تائين ڪيترن ئي چئلينج کي منهن ڏيڻ جي ضرورت آهي. مثال طور، ڊوائيسز لاء جيڪي 10,000 وولٽ کي برداشت ڪرڻ جي ضرورت آهي، epitaxial پرت جي ٿولهه 100μm بابت هجڻ گهرجي. گھٽ وولٹیج ڊوائيسز جي مقابلي ۾، epitaxial پرت جي ٿلهي ۽ ڊاپنگ ڪنسنٽريشن جي يونيفارم تمام گهڻو مختلف آهن، خاص طور تي ڊاپنگ ڪنسنٽريشن جي يونيفارم. ساڳئي وقت، epitaxial پرت ۾ ٽڪنڊي جي خرابي پڻ ڊوائيس جي مجموعي ڪارڪردگي کي تباهه ڪندي. هاء وولٹیج ايپليڪيشنن ۾، ڊوائيس جا قسم بائيپولر ڊوائيسز استعمال ڪندا آهن، جن کي epitaxial پرت ۾ اعلي اقليت جي زندگي گذارڻ جي ضرورت هوندي آهي، تنهنڪري عمل کي اقليتي زندگي گذارڻ کي بهتر بڻائڻ جي ضرورت آهي.

هن وقت، گهريلو ايپيٽڪسي بنيادي طور تي 4 انچ ۽ 6 انچ آهي، ۽ وڏي سائيز سلکان ڪاربائيڊ ايپيٽڪسي جو تناسب سال جي ڀيٽ ۾ وڌي رهيو آهي. silicon carbide epitaxial شيٽ جي سائيز خاص طور تي silicon carbide substrate جي سائيز تائين محدود آهي. في الحال، 6-انچ سلکان ڪاربائيڊ substrate ڪمرشل ڪيو ويو آهي، تنهن ڪري silicon carbide epitaxial بتدريج 4 انچ کان 6 انچ تائين منتقلي آهي. Silicon carbide substrate تيار ڪرڻ جي ٽيڪنالاجي ۽ گنجائش وڌائڻ جي مسلسل سڌاري سان، silicon carbide substrate جي قيمت آهستي آهستي گهٽجي رهي آهي. epitaxial شيٽ جي قيمت جي جوڙجڪ ۾، ذيلي ذخيرو قيمت جي 50 سيڪڙو کان وڌيڪ آهي، تنهنڪري سبسٽٽ جي قيمت جي گهٽتائي سان، سلکان ڪاربائڊ ايپيٽڪسيل شيٽ جي قيمت پڻ گھٽجڻ جي اميد آهي.