Vragen en antwoorden 12 inch geleidend 4H-SiC substraat

Overzicht

De...met een diameter van niet meer dan 10 mm,is een ultra-grote diameter breedbandband semiconductor wafer ontwikkeld voor de volgende generatiehoogspanning, hoog vermogen, hoge frequentie en hoge temperatuurHet gebruik van SiC­C2 is een belangrijke factor in de ontwikkeling van de productie van energie-elektronica.hoog kritisch elektrisch veld,hoge verzadigde elektronendrift snelheid,hoge warmtegeleidbaarheid, enuitstekende chemische stabiliteit¥dit substraat wordt gepositioneerd als basismateriaal voor geavanceerde platforms voor vermogenstoestellen en opkomende toepassingen voor wafers met een groot oppervlak.

Om aan de behoeften van de gehele industrie te voldoenkostenreductie en productiviteitsverbetering, de overstap van de mainstream6 ′′ 8 inch SiCnaar12 inch SiCEen 12-inch wafer biedt een aanzienlijk groter bruikbaar gebied dan kleinere formaten, waardoor een hogere matrijzenuitgang per wafer, een verbeterd wafergebruik,De Commissie heeft de Commissie verzocht om een verslag uit te brengen over de resultaten van de evaluatie van de resultaten van het onderzoek..

Crystal Growth en Wafer Fabrication Route

Dit 12 inch geleidende 4H-SiC-substraat wordt geproduceerd door middel van een volledige procesketen dieuitbreiding van zaden, groei van enkelkristallen, wafering, dunner maken en polijsten, volgens de standaardprocedures voor de vervaardiging van halfgeleiders:

• Zadenverruiming door fysiek damptransport (PVT):
  Een 12 inch.4H-SiC zaadkristalwordt verkregen door middel van de diametervergroting met behulp van de PVT-methode, waardoor een latere groei van geleidende 4H-SiC-bolletjes van 12 inch mogelijk is.

• Groei van geleidende 4H-SiC enkelkristallen:
  Leidenden+ 4H-SiCde groei van enkelkristallen wordt bereikt door stikstof in de groeimedium te brengen om een gecontroleerde donordoping te bewerkstelligen.

• Productie van wafers (standaardverwerking van halfgeleiders):
  Na de boulevorming worden wafers geproduceerd vialasersnijden, gevolgd doorverdunning, polijsten (inclusief afwerking op CMP-niveau) en schoonmaken.
  De resulterende substraatdikte is560 μm.

Deze geïntegreerde aanpak is ontworpen om een stabiele groei te ondersteunen bij ultra-grote diameters, met behoud van crystallografische integriteit en consistente elektrische eigenschappen.

Metrologie en karakterisatiemethoden

Om een uitgebreide kwaliteitsbeoordeling te garanderen, wordt het substraat gekenmerkt met behulp van een combinatie van structurele, optische, elektrische en defectinspectie-instrumenten:

• Raman-spectroscopie (opstelling van het gebied):verificatie van de poly-type-eenvormigheid over de wafer

• Volledig geautomatiseerde optische microscopie (wafer mapping):detectie en statistische evaluatie van micropipes

• Niet-contactresistiviteitsmetrologie (wafer mapping):verdeling van de resistiviteit over meerdere meetlocaties

• High-resolution röntgendiffractie (HRXRD):beoordeling van de kristallenkwaliteit door middel van schommelkromme-metingen

• Dislocatiecontrole (na selectief etsen):evaluatie van de dislocatie-dichtheid en -morfologie (met nadruk op schroefdislocatie)

Belangrijkste prestatieresultaten (representatief))

De resultaten van de karakterisering tonen aan dat het geleidende 4H-SiC-substraat van 12 inch een sterke materiaalkwaliteit vertoont in kritieke parameters:

(1) Polytype zuiverheid en uniformiteit

• Raman gebied kartografie toont100% 4H-SiC-polytype dekkingover het substraat.

• Er wordt geen opname van andere polytypen (bijv. 6H of 15R) gedetecteerd, wat wijst op een uitstekende controle van het polytype op een schaal van 12 inch.

(2) Micropipe dichtheid (MPD)

• Een microscopische mapping op waferschaal geeft eenmicropipedichtheid < 0,01 cm−2, die een doeltreffende onderdrukking van deze categorie beperkende gebreken van het hulpmiddel weerspiegelt.

(3) Elektrische weerstand en uniformiteit

• De niet-contactweerstandsbepaling (meting van 361 punten) toont:

  • Resistiviteitsbereik:20.5·23.6 mΩ·cm

  • Gemiddelde weerstand:220,8 mΩ·cm

  • Niet-eenvormigheid:< 2%
    Deze resultaten wijzen op een goede consistentie van de opname van de dopant en een gunstige elektrische uniformiteit op de waferschaal.

(4) Kristalline kwaliteit (HRXRD)

• HRXRD schommelkromme metingen op de(004) reflectie, genomen opvijf puntenlangs de richting van de waferdiameter:

  • Eén, bijna symmetrische pieken zonder multi-piek gedrag, wat suggereert dat er geen laaghoekige korrelgrensfuncties zijn.

  • Gemiddelde FWHM:20.8 boogseconden (′′), wat wijst op een hoge kristallijne kwaliteit.

(5) Verschuivingsdichtheid van de schroef (TSD)

• Na selectief etsen en geautomatiseerd scannen, wordt dedichtheid van de schroefverwijzingwordt gemeten bij2 cm−2, met een lage TSD op een schaal van 12 inch.

Conclusie uit bovenstaande resultaten:
Het substraat toont aanuitstekende zuiverheid van het 4H-polytype, ultralage micropipedichtheid, stabiele en uniforme lage resistiviteit, sterke kristalline kwaliteit en lage schroefdislocatie-dichtheid, ter ondersteuning van de geschiktheid ervan voor de vervaardiging van geavanceerde apparaten.

12 inch geleidend 4H-SiC substraat

Typische specificaties

Productwaarde en voordelen

1. Mogelijk maakt 12 inch SiC productie migratie
   Biedt een hoogwaardig substraatplatform dat aansluit bij de industrie roadmap voor de productie van 12-inch SiC wafers.

2. Een lage defectdichtheid voor een verbeterd rendement en betrouwbaarheid van het apparaat
   De ultralage micropipedichtheid en de lage schroefdislocatie-dichtheid helpen catastrofale en parametrische opbrengstverliesmechanismen te verminderen.

3. Uitstekende elektrische uniformiteit voor processtabiliteit
   Een strakke weerstandsverdeling ondersteunt een verbeterde consistentie van wafer-op-wafer en binnen-wafer-apparatuur.

4. Hoogkristalliene kwaliteit ondersteunende epitaxie en apparaatverwerking
   De HRXRD-resultaten en de afwezigheid van laaghoekige korrelgrenssignaturen wijzen op een gunstige materiaalkwaliteit voor epitaxiale groei en fabricage van het apparaat.

Doeltoepassingen

De 12-inch geleidende 4H-SiC-substraat is van toepassing op:

• SiC-kragtoestellen:MOSFET's, Schottky-barrière-dioden (SBD's) en aanverwante structuren

• Elektrische voertuigen:met een vermogen van niet meer dan 50 W

• Energie uit hernieuwbare bronnen en elektriciteitsnet:fotovoltaïsche omvormers, energieopslagsystemen en slimme netmodules

• industriële krachtelektronica:met een vermogen van niet meer dan 30 W

• Opkomende vraag naar wafers voor grote oppervlakten:geavanceerde verpakkingen en andere 12-inch-compatibele halfgeleiderproductiescenario's