Kif nafu, fil-qasam tas-semikondutturi, is-silikon tal-kristall wieħed (Si) huwa l-materjal bażiku semikonduttur l-aktar użat u l-akbar volum fid-dinja. Bħalissa, aktar minn 90% tal-prodotti semikondutturi huma manifatturati bl-użu ta 'materjali bbażati fuq is-silikon. Bid-domanda dejjem tikber għal apparati ta 'qawwa għolja u ta' vultaġġ għoli fil-qasam tal-enerġija modern, ġew imressqa rekwiżiti aktar stretti għal parametri ewlenin ta 'materjali semikondutturi bħal wisa' tal-bandgap, saħħa tal-kamp elettriku tat-tqassim, rata ta 'saturazzjoni tal-elettroni u konduttività termali. Taħt din iċ-ċirkustanza, materjali semikondutturi bandgap wiesgħa rappreżentati minnkarbur tas-silikon(SiC) ħarġu bħala l-għeżież ta 'applikazzjonijiet ta' densità ta 'qawwa għolja.
Bħala semikonduttur kompost,karbur tas-silikonhuwa estremament rari fin-natura u jidher fil-forma tal-minerali moissanite. Bħalissa, kważi l-karbur tas-silikon kollu mibjugħ fid-dinja huwa sintetizzat artifiċjalment. Il-karbur tas-silikon għandu l-vantaġġi ta 'ebusija għolja, konduttività termali għolja, stabbiltà termali tajba, u kamp elettriku ta' tqassim kritiku għoli. Huwa materjal ideali biex isiru apparati semikondutturi ta 'vultaġġ għoli u ta' qawwa għolja.
Allura, kif huma manifatturati apparati semikondutturi tal-qawwa tal-karbur tas-silikon?
X'inhi d-differenza bejn il-proċess tal-manifattura tal-apparat tal-karbur tas-silikon u l-proċess tal-manifattura tradizzjonali bbażat fuq is-silikon? Nibdew minn din il-ħarġa, “Affarijiet dwarApparat tal-Karbur tas-SilikonManifattura” se jiżvela s-sigrieti wieħed wieħed.
I
Fluss tal-proċess tal-manifattura tal-apparat tal-karbur tas-silikon
Il-proċess tal-manifattura ta 'apparati tal-karbur tas-silikon huwa ġeneralment simili għal dak ta' apparati bbażati fuq is-silikon, prinċipalment inklużi fotolitografija, tindif, doping, inċiżjoni, formazzjoni ta 'film, traqqiq u proċessi oħra. Bosta manifatturi tal-apparat tal-enerġija jistgħu jissodisfaw il-ħtiġijiet tal-manifattura tal-apparati tal-karbur tas-silikon billi jaġġornaw il-linji ta 'produzzjoni tagħhom ibbażati fuq il-proċess ta' manifattura bbażat fuq is-silikon. Madankollu, il-proprjetajiet speċjali tal-materjali tal-karbur tas-silikon jiddeterminaw li xi proċessi fil-manifattura tal-apparat tiegħu jeħtieġ li jiddependu fuq tagħmir speċifiku għal żvilupp speċjali biex jippermetti lill-apparati tal-karbur tas-silikon jifilħu vultaġġ għoli u kurrent għoli.
II
Introduzzjoni għall-moduli tal-proċess speċjali tal-karbur tas-silikon
Il-moduli tal-proċess speċjali tal-karbur tas-silikon ikopru prinċipalment id-doping tal-injezzjoni, l-iffurmar tal-istruttura tal-bieb, l-inċiżjoni tal-morfoloġija, il-metallizzazzjoni u l-proċessi tat-tnaqqija.
(1) Doping ta 'injezzjoni: Minħabba l-enerġija għolja ta' rabta tal-karbonju-silikon fil-karbur tas-silikon, l-atomi ta 'l-impurità huma diffiċli biex jinfirxu fil-karbur tas-silikon. Meta tħejji tagħmir tal-karbur tas-silikon, id-doping tal-junctions PN jista 'jinkiseb biss permezz ta' impjantazzjoni tal-joni f'temperatura għolja.
Id-doping normalment isir b'jonji ta 'impurità bħall-boron u l-fosfru, u l-fond tad-doping huwa ġeneralment 0.1μm ~ 3μm. L-impjantazzjoni tal-jone ta 'enerġija għolja se teqred l-istruttura tal-kannizzata tal-materjal tal-karbur tas-silikon innifsu. It-ttemprar b'temperatura għolja huwa meħtieġ biex tissewwa l-ħsara tal-kannizzata kkawżata mill-impjantazzjoni tal-joni u tikkontrolla l-effett tal-ittemprar fuq il-ħruxija tal-wiċċ. Il-proċessi tal-qalba huma impjantazzjoni tal-jone f'temperatura għolja u ittemprar f'temperatura għolja.
Figura 1 Dijagramma skematika tal-impjantazzjoni tal-joni u l-effetti tal-ittemprar f'temperatura għolja
(2) Formazzjoni tal-istruttura tal-bieb: Il-kwalità tal-interface SiC/SiO2 għandha influwenza kbira fuq il-migrazzjoni tal-kanal u l-affidabbiltà tal-bieb tal-MOSFET. Huwa meħtieġ li jiġu żviluppati ossidu tal-bieb speċifiċi u proċessi ta 'ttemprar ta' wara l-ossidazzjoni biex jikkumpensaw għall-bonds dangling fl-interface SiC/SiO2 b'atomi speċjali (bħal atomi tan-nitroġenu) biex jissodisfaw ir-rekwiżiti tal-prestazzjoni ta 'interface SiC/SiO2 ta' kwalità għolja u għolja migrazzjoni ta' apparati. Il-proċessi ewlenin huma ossidazzjoni f'temperatura għolja ta 'l-ossidu tal-bieb, LPCVD, u PECVD.
Figura 2 Dijagramma skematika tad-depożizzjoni ordinarja tal-film tal-ossidu u l-ossidazzjoni f'temperatura għolja
(3) Inċiżjoni tal-morfoloġija: Materjali tal-karbur tas-silikon huma inerti f'solventi kimiċi, u kontroll preċiż tal-morfoloġija jista 'jinkiseb biss permezz ta' metodi ta 'inċiżjoni niexfa; materjali tal-maskra, għażla tal-inċiżjoni tal-maskra, gass imħallat, kontroll tal-ħajt tal-ġenb, rata tal-inċiżjoni, ħruxija tal-ħajt tal-ġenb, eċċ jeħtieġ li jiġu żviluppati skont il-karatteristiċi tal-materjali tal-karbur tas-silikon. Il-proċessi ewlenin huma depożizzjoni ta 'film irqiq, fotolitografija, korrużjoni tal-film dielettriku, u proċessi ta' inċiżjoni niexfa.
Figura 3 Dijagramma skematika tal-proċess ta 'inċiżjoni tal-karbur tas-silikon
(4) Metallizzazzjoni: L-elettrodu tas-sors tal-apparat jeħtieġ metall biex jifforma kuntatt ohmiku tajjeb ta 'reżistenza baxxa ma' karbur tas-silikon. Dan mhux biss jeħtieġ li jirregola l-proċess ta 'depożizzjoni tal-metall u jikkontrolla l-istat ta' l-interface tal-kuntatt tal-metall-semikondutturi, iżda jeħtieġ ukoll ittemprar b'temperatura għolja biex jitnaqqas l-għoli tal-barriera Schottky u jinkiseb kuntatt ohmiku tal-metall-karbur tas-silikon. Il-proċessi ewlenin huma sputtering tal-magnetron tal-metall, evaporazzjoni tar-raġġ tal-elettroni, u ttemprar termali rapidu.
Figura 4 Dijagramma skematika tal-prinċipju ta 'sputtering tal-magnetron u l-effett tal-metallizzazzjoni
(5) Proċess ta 'traqqiq: Materjal tal-karbur tas-silikon għandu l-karatteristiċi ta' ebusija għolja, fraġilità għolja u toughness baxxa tal-ksur. Il-proċess tat-tħin tiegħu huwa suxxettibbli li jikkawża ksur fraġli tal-materjal, li jikkawża ħsara lill-wiċċ tal-wejfer u taħt il-wiċċ. Jeħtieġ li jiġu żviluppati proċessi ġodda tat-tħin biex jissodisfaw il-ħtiġijiet tal-manifattura ta 'apparati tal-karbur tas-silikon. Il-proċessi ewlenin huma tnaqqija tad-diski tat-tħin, it-twaħħil u t-tqaxxir tal-films, eċċ.
Figura 5 Dijagramma skematika tal-prinċipju tat-tħin/tnaqqija tal-wejfer
Ħin tal-post: Ottubru-22-2024