Obleas SIC de tipo P de 8 pulgadas

Las obleas SIC de tipo P semicorex representan un avance en la tecnología de semiconductores de banda ancha, que ofrece un rendimiento superior para aplicaciones de alta potencia, alta frecuencia y alta temperatura. Fabricado con procesos de crecimiento de cristales y obsequios de última generación. Para realizar las funciones de varios dispositivos semiconductores, la conductividad de los materiales semiconductores debe controlarse con precisión. El dopaje de tipo P es uno de los medios importantes para cambiar la conductividad de SIC. La introducción de átomos de impureza con un pequeño número de electrones de valencia (generalmente aluminio) en la red SiC se formará "agujeros" cargados positivamente. Estos agujeros pueden participar en la conducción como portadores, lo que hace que el material SIC exhiba conductividad de tipo P. El dopaje de tipo P es esencial para la fabricación de una variedad de dispositivos semiconductores, como MOSFET, diodos y transistores de unión bipolar, todos los cuales dependen de las uniones P-N para lograr sus funciones específicas. El aluminio (Al) es un dopante de tipo P comúnmente utilizado en SIC. En comparación con Boron, el aluminio es generalmente más adecuado para obtener capas SIC de baja resistencia fuertemente dopadas. Esto se debe a que el aluminio tiene un nivel de energía aceptor menos profundo y es más probable que ocupe la posición de los átomos de silicio en la red SIC, lo que alcanza una mayor eficiencia de dopaje. El método principal para las obleas SIC de dopaje de tipo P es la implantación de iones, que generalmente requiere recocido a altas temperaturas superiores a 1500 ° C para activar los átomos de aluminio implantados, lo que les permite ingresar a la posición de reemplazo de la red SIC y desempeñar su papel eléctrico. Debido a la baja tasa de difusión de los dopantes en SIC, la tecnología de implantación de iones puede controlar con precisión la profundidad de implantación y la concentración de impurezas, lo cual es crucial para fabricar dispositivos de alto rendimiento.

La elección de los dopantes y el proceso de dopaje (como el recocido a alta temperatura después de la implantación de iones) son factores clave que afectan las propiedades eléctricas de los dispositivos SIC. La energía de ionización y la solubilidad del dopante determinan directamente el número de portadores libres. Los procesos de implantación y recocido afectan la unión efectiva y la activación eléctrica de los átomos dopantes en la red. Estos factores finalmente determinan la tolerancia de voltaje, la capacidad de carga de corriente y las características de conmutación del dispositivo. Por lo general, se requiere recocido a alta temperatura para lograr la activación eléctrica de los dopantes en SIC, que es un paso de fabricación importante. Tales altas temperaturas de recocido imponen altas demandas sobre el equipo y el control de procesos, que deben controlarse con precisión para evitar introducir defectos en el material o reducir la calidad del material. Los fabricantes deben optimizar el proceso de recocido para garantizar la activación suficiente de los dopantes al tiempo que minimiza los efectos adversos en la integridad de las obleas.

El sustrato de carburo de silicio de silicio de alta calidad y baja resistencia producido por el método de fase líquida acelerará en gran medida el desarrollo de SIC-IGBT de alto rendimiento y se dará cuenta de la localización de dispositivos de potencia de voltaje ultra alta de alta gama. El método de fase líquida tiene la ventaja de crecer cristales de alta calidad. El principio de crecimiento de cristales determina que se pueden cultivar cristales de carburo de silicio de ultra alta calidad y se pueden obtener cristales de carburo de silicio con bajas dislocaciones y fallas de apilamiento cero. El sustrato de carburo de silicio fuera de ángulo de 4 grados de tipo P preparado por el método de fase líquida tiene una resistividad de menos de 200MΩ · cm, una distribución uniforme de resistividad en el plano y una buena cristalinidad.

Los sustratos de carburo de silicio de tipo P generalmente se usan para hacer dispositivos de potencia, como los transistores bipolares de puerta aislados (IGBT).

IGBT = MOSFET + BJT, que es un interruptor que está encendido o apagado. MOSFET = IGFET (transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico o transistor de efecto de campo de puerta aislado). BJT (transistor de unión bipolar, también conocido como triodo), bipolar significa que cuando se trabaja, dos tipos de portadores, electrones y agujeros, participan en el proceso de conducción, generalmente una unión PN participa en la conducción.

El método de fase líquida es una técnica valiosa para producir sustratos SIC de tipo P con dopaje controlado y alta calidad de cristal. Si bien enfrenta desafíos, sus ventajas lo hacen adecuado para aplicaciones específicas en electrónica de alta potencia. El uso del aluminio como dopante es la forma más común de crear el tipo P SIC.

El impulso de una mayor eficiencia, una mayor densidad de potencia y una mayor confiabilidad en la electrónica de energía (para vehículos eléctricos, inversores de energía renovable, impulsos de motor industrial, alimentación, etc.) requiere dispositivos SIC que funcionan más cerca de los límites teóricos del material. Los defectos originados del sustrato son un factor limitante importante. El tipo P de tipo P ha sido históricamente más propenso a los defectos que el tipo N cuando se cultiva PVT tradicional. Por lo tanto, los sustratos SIC de P-de tipo P-de alta calidad, habilitados por métodos como LPM, son habilitadores críticos para la próxima generación de dispositivos de potencia SIC avanzados, particularmente MOSFET y diodos.