Mar a tha fios againn, anns an raon semiconductor, is e silicon criostail singilte (Si) an stuth bunaiteach semiconductor as motha a chleachdar agus as motha san t-saoghal. An-dràsta, tha còrr air 90% de thoraidhean semiconductor air an dèanamh le bhith a’ cleachdadh stuthan stèidhichte air silicon. Leis an iarrtas a tha a’ sìor fhàs airson innealan àrd-chumhachd agus bholtaids àrd ann an raon lùtha an latha an-diugh, chaidh riatanasan nas cruaidhe a chuir air adhart airson prìomh pharamadairean stuthan leth-chraobh leithid leud bann-leathann, neart raon dealain briseadh sìos, ìre sùghaidh dealanach, agus giùlan teirmeach. Fon t-suidheachadh seo, tha stuthan semiconductor bandgap farsaing air an riochdachadh lesilicon carbide(SiC) air nochdadh mar leannan airson tagraidhean dùmhlachd àrd-chumhachd.
Mar semiconductor iom-fhillte,silicon carbidegu math tearc ann an nàdar agus tha e a’ nochdadh ann an cruth moissanite mèinnearach. An-dràsta, tha cha mhòr a h-uile silicon carbide a chaidh a reic san t-saoghal air a cho-chur gu saor-thoileach. Tha buannachdan aig silicon carbide le cruas àrd, giùlan teirmeach àrd, seasmhachd teirmeach math, agus raon dealain briseadh èiginneach àrd. Tha e na stuth air leth freagarrach airson innealan semiconductor àrd-bholtaid agus àrd-chumhachd a dhèanamh.
Mar sin, ciamar a tha innealan semiconductor cumhachd silicon carbide air an dèanamh?
Dè an diofar eadar pròiseas cinneasachaidh inneal carbide silicon agus am pròiseas saothrachaidh traidiseanta stèidhichte air silicon? A’ tòiseachadh bhon iris seo, “Rudan mu dheidhinnInneal Silicon CarbideSaothrachadh" nochdaidh na dìomhaireachdan aon ri aon.
I
Sruth pròiseas saothrachadh innealan silicon carbide
Tha pròiseas saothrachaidh innealan silicon carbide sa chumantas coltach ri pròiseas innealan stèidhichte air silicon, gu sònraichte a’ toirt a-steach photolithography, glanadh, dopadh, msaa, cruthachadh film, tanachadh agus pròiseasan eile. Faodaidh mòran de luchd-saothrachaidh innealan cumhachd coinneachadh ri feumalachdan saothrachaidh innealan carbide silicon le bhith ag ùrachadh na loidhnichean toraidh aca stèidhichte air a’ phròiseas saothrachaidh stèidhichte air silicon. Ach, tha feartan sònraichte stuthan silicon carbide a’ dearbhadh gum feum cuid de phròiseasan ann an saothrachadh innealan a bhith an urra ri uidheamachd sònraichte airson leasachadh sònraichte gus leigeil le innealan carbide silicon seasamh ri bholtadh àrd agus sruth àrd.
II
Ro-ràdh do mhodalan pròiseas sònraichte silicon carbide
Tha na modalan pròiseas sònraichte silicon carbide gu ìre mhòr a’ còmhdach dopadh in-stealladh, cruthachadh structar geata, msaa morf-eòlas, meatailteachadh, agus pròiseasan tanachadh.
(1) Dopadh stealladh: Mar thoradh air an lùth ceangail àrd gualain-silicon ann an carbide sileacain, tha e duilich ataman neo-chunbhalachd a sgaoileadh ann an carbide silicon. Nuair a bhios tu ag ullachadh innealan carbide silicon, chan urrainnear dopadh cinn-rathaid PN a choileanadh ach le bhith a’ cuir a-steach ian aig teòthachd àrd.
Mar as trice bidh dopadh air a dhèanamh le ianan neo-chunbhalach leithid boron agus fosfair, agus mar as trice tha an doimhneachd dopaidh 0.1μm ~ 3μm. Bidh cuir a-steach ian àrd-lùth a’ sgrios structar leaghan an stuth silicon carbide fhèin. Tha feum air annealing aig teòthachd àrd gus am milleadh uachdaran a dh’ adhbhraich cuir a-steach ian a chàradh agus smachd a chumail air buaidh annealing air garbh uachdar. Is e na prìomh phròiseasan cuir a-steach ian àrd-teòthachd agus annealing aig teòthachd àrd.
Figear 1 Diagram sgeamach de chuir a-steach ian agus buaidhean annealing àrd-teòthachd
(2) Cruthachadh structar geata: Tha buaidh mhòr aig càileachd eadar-aghaidh SiC/SiO2 air imrich seanail agus earbsachd geata MOSFET. Feumar pròiseasan analachaidh geata sònraichte oxide agus post-oxidation a leasachadh gus dìoladh a dhèanamh airson na bannan crochte aig eadar-aghaidh SiC / SiO2 le dadaman sònraichte (leithid dadaman nitrogen) gus coinneachadh ri riatanasan coileanaidh eadar-aghaidh SiC / SiO2 àrd-inbhe agus àrd gluasad innealan. Is e na prìomh phròiseasan oxidation àrd-teòthachd geata oxide, LPCVD, agus PECVD.
Figear 2 Diagram sgeamach de thasgadh film ocsaid àbhaisteach agus oxidation àrd-teòthachd
(3) Eidseadh morphology: Tha stuthan silicon carbide neo-sheasmhach ann an fuasglaidhean ceimigeach, agus chan urrainnear smachd mionaideach air morf-eòlas a choileanadh ach tro dhòighean sgudail tioram; feumar stuthan masg, taghadh masgadh masg, gas measgaichte, smachd balla-taobh, ìre sgudail, garbh balla-taobh, msaa a leasachadh a rèir feartan stuthan silicon carbide. Is e na prìomh phròiseasan tasgadh film tana, photolithography, creimeadh film dielectric, agus pròiseasan searbhagach tioram.
Figear 3 Diagram sgeamach de phròiseas sìolachaidh carbide silicon
(4) Meatailteachd: Feumaidh dealan stòr an inneil meatailt gus deagh cheangal ohmic ìosal a chruthachadh le silicon carbide. Chan e a-mhàin gu bheil seo a’ feumachdainn a bhith a’ riaghladh a’ phròiseas tasgaidh meatailt agus a’ cumail smachd air staid eadar-aghaidh a’ chonaltraidh meatailt-semiconductor, ach tha e cuideachd a’ feumachdainn annealing àrd-teòthachd gus àirde cnap-starra Schottky a lughdachadh agus conaltradh ohmic carbide meatailt-silicon a choileanadh. Is e na prìomh phròiseasan sputtering magnetron meatailt, falmhachadh giùlan dealanach, agus annealing teirmeach luath.
Figear 4 Diagram sgeamach de phrionnsapal sputtering magnetron agus buaidh metallization
(5) Pròiseas tanachadh: Tha feartan cruas àrd, brisg àrd agus cruas briste ìosal aig stuth silicon carbide. Tha am pròiseas bleith aige buailteach a bhith ag adhbhrachadh briseadh brisg den stuth, ag adhbhrachadh milleadh air uachdar agus fo-uachdar na wafer. Feumar pròiseasan bleith ùra a leasachadh gus coinneachadh ri feumalachdan saothrachaidh innealan carbide silicon. Is e na prìomh phròiseasan tanachadh diosgan bleith, steigeadh film agus feannadh, msaa.
Figear 5 Diagram sgeamach de phrionnsapal bleith / tanachadh wafer
Ùine puist: Dàmhair-22-2024