ດັ່ງທີ່ພວກເຮົາຮູ້, ໃນຂົງເຂດ semiconductor, ຊິລິໂຄນໄປເຊຍກັນດຽວ (Si) ແມ່ນວັດສະດຸພື້ນຖານ semiconductor ທີ່ມີປະລິມານການນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດແລະຂະຫນາດໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນໂລກ. ໃນປັດຈຸບັນ, ຫຼາຍກວ່າ 90% ຂອງຜະລິດຕະພັນ semiconductor ແມ່ນຜະລິດໂດຍໃຊ້ວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ຊິລິຄອນ. ດ້ວຍຄວາມຕ້ອງການທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຂອງອຸປະກອນພະລັງງານສູງແລະແຮງດັນສູງໃນຂົງເຂດພະລັງງານທີ່ທັນສະໄຫມ, ຄວາມຕ້ອງການທີ່ເຂັ້ມງວດຫຼາຍໄດ້ຖືກເອົາໃຈໃສ່ຕໍ່ຕົວກໍານົດການທີ່ສໍາຄັນຂອງວັດສະດຸ semiconductor ເຊັ່ນ: ຄວາມກວ້າງຂອງແຖບ, ການທໍາລາຍຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ, ອັດຕາການອີ່ມຕົວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກ, ແລະການນໍາຄວາມຮ້ອນ. ພາຍໃຕ້ສະຖານະການນີ້, ວັດສະດຸ semiconductor bandgap ກວ້າງເປັນຕົວແທນໂດຍຊິລິຄອນຄາໄບ(SiC) ໄດ້ກາຍເປັນທີ່ຮັກຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງ.
ເປັນ semiconductor ປະສົມ,ຊິລິຄອນຄາໄບແມ່ນຫາຍາກທີ່ສຸດຢູ່ໃນທໍາມະຊາດແລະປະກົດຢູ່ໃນຮູບແບບຂອງ moissanite ແຮ່ທາດ. ໃນປັດຈຸບັນ, ເກືອບທັງຫມົດ silicon carbide ທີ່ຂາຍຢູ່ໃນໂລກໄດ້ຖືກສັງເຄາະປອມ. Silicon carbide ມີຄວາມໄດ້ປຽບຂອງຄວາມແຂງສູງ, ການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງ, ສະຖຽນລະພາບຄວາມຮ້ອນທີ່ດີ, ແລະພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ແຕກຫັກທີ່ສໍາຄັນ. ມັນເປັນອຸປະກອນທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການເຮັດອຸປະກອນ semiconductor ແຮງດັນສູງແລະພະລັງງານສູງ.
ດັ່ງນັ້ນ, ອຸປະກອນ semiconductor ພະລັງງານ silicon carbide ຜະລິດແນວໃດ?
ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງຂະບວນການຜະລິດອຸປະກອນ silicon carbide ແລະຂະບວນການຜະລິດທີ່ໃຊ້ຊິລິໂຄນແບບດັ້ງເດີມແມ່ນຫຍັງ? ເລີ່ມຕົ້ນຈາກບັນຫານີ້, "ສິ່ງທີ່ກ່ຽວກັບອຸປະກອນ Silicon Carbideການຜະລິດ” ຈະເປີດເຜີຍຄວາມລັບແຕ່ລະອັນ.
I
ການໄຫຼວຽນຂອງຂະບວນການຜະລິດອຸປະກອນ silicon carbide
ຂະບວນການຜະລິດຂອງອຸປະກອນ silicon carbide ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ຊິລິໂຄນ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນລວມທັງ photolithography, ທໍາຄວາມສະອາດ, doping, etching, ການສ້າງຮູບເງົາ, thinning ແລະຂະບວນການອື່ນໆ. ຜູ້ຜະລິດອຸປະກອນພະລັງງານຈໍານວນຫຼາຍສາມາດຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການການຜະລິດຂອງອຸປະກອນ silicon carbide ໂດຍການຍົກລະດັບສາຍການຜະລິດຂອງເຂົາເຈົ້າໂດຍອີງໃສ່ຂະບວນການຜະລິດທີ່ອີງໃສ່ຊິລິຄອນ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຄຸນສົມບັດພິເສດຂອງວັດສະດຸ silicon carbide ກໍານົດວ່າບາງຂະບວນການໃນການຜະລິດອຸປະກອນຂອງມັນຈໍາເປັນຕ້ອງອີງໃສ່ອຸປະກອນສະເພາະສໍາລັບການພັດທະນາພິເສດເພື່ອໃຫ້ອຸປະກອນ silicon carbide ທົນທານຕໍ່ແຮງດັນສູງແລະກະແສໄຟຟ້າສູງ.
II
ການແນະນໍາໂມດູນຂະບວນການພິເສດຂອງຊິລິໂຄນ carbide
ໂມດູນຂະບວນການພິເສດ silicon carbide ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນກວມເອົາການສີດຢາ, ໂຄງສ້າງປະຕູຮົ້ວ, ການແກະສະຫລັກ, ການຫລອມໂລຫະ, ແລະຂະບວນການເຮັດໃຫ້ບາງໆ.
(1) ຢາສີດຢາ: ເນື່ອງຈາກພະລັງງານພັນທະບັດຄາບອນ-ຊິລິຄອນສູງໃນຊິລິຄອນຄາໄບ, ອະຕອມທີ່ບໍ່ສະອາດແມ່ນຍາກທີ່ຈະກະຈາຍຢູ່ໃນຊິລິຄອນຄາໄບ. ໃນເວລາທີ່ການກະກຽມອຸປະກອນ silicon carbide, doping ຂອງ PN junctions ສາມາດບັນລຸໄດ້ພຽງແຕ່ ion implantation ໃນອຸນຫະພູມສູງ.
Doping ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນເຮັດດ້ວຍ ions impurity ເຊັ່ນ boron ແລະ phosphorus, ແລະຄວາມເລິກ doping ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນ 0.1μm ~ 3μm. ການປູກຝັງ ion ພະລັງງານສູງຈະທໍາລາຍໂຄງສ້າງເສັ້ນດ່າງຂອງວັດສະດຸ silicon carbide ຕົວຂອງມັນເອງ. ການຫມູນວຽນດ້ວຍອຸນຫະພູມສູງແມ່ນຈໍາເປັນເພື່ອສ້ອມແປງຄວາມເສຍຫາຍຂອງເສັ້ນດ່າງທີ່ເກີດຈາກການຝັງ ion ແລະຄວບຄຸມຜົນກະທົບຂອງການຫມຸນຕໍ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພື້ນຜິວ. ຂະບວນການຫຼັກແມ່ນ implantation ion ທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງແລະການຫມູນໃຊ້ອຸນຫະພູມສູງ.
ຮູບທີ 1 ແຜນວາດແຜນຜັງຂອງການປູກຝັງ ion ແລະຜົນກະທົບການຫມູນວຽນດ້ວຍອຸນຫະພູມສູງ
(2) ການສ້າງໂຄງສ້າງປະຕູ: ຄຸນນະພາບຂອງການໂຕ້ຕອບ SiC/SiO2 ມີອິດທິພົນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ການເຄື່ອນຍ້າຍຊ່ອງທາງແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງປະຕູຂອງ MOSFET. ມັນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນທີ່ຈະພັດທະນາການອອກໄຊຂອງປະຕູຮົ້ວສະເພາະແລະຂະບວນການ annealing ຫລັງການຜຸພັງເພື່ອຊົດເຊີຍພັນທະບັດ dangling ໃນການໂຕ້ຕອບ SiC / SiO2 ກັບອະຕອມພິເສດ (ເຊັ່ນ: ອະຕອມໄນໂຕຣເຈນ) ເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການປະສິດທິພາບຂອງການໂຕ້ຕອບ SiC / SiO2 ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງແລະສູງ. ການເຄື່ອນຍ້າຍຂອງອຸປະກອນ. ຂະບວນການຫຼັກແມ່ນ gate oxide oxidation ອຸນຫະພູມສູງ, LPCVD, ແລະ PECVD.
ຮູບທີ 2 ແຜນວາດແຜນຜັງຂອງການຊຶມເຊື້ອຟິມ oxide ທຳມະດາ ແລະ ການຜຸພັງໃນອຸນຫະພູມສູງ
(3) Morphology etching: ວັດສະດຸ Silicon carbide ແມ່ນ inert ໃນສານລະລາຍສານເຄມີ, ແລະການຄວບຄຸມ morphology ທີ່ຊັດເຈນສາມາດເຮັດໄດ້ພຽງແຕ່ໂດຍຜ່ານວິທີການ etching ແຫ້ງ; ອຸປະກອນການຫນ້າກາກ, ການຄັດເລືອກ etching ຫນ້າກາກ, ອາຍແກັສປະສົມ, ການຄວບຄຸມ sidewall, ອັດຕາການ etching, sidewall roughness, ແລະອື່ນໆຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ພັດທະນາຕາມຄຸນລັກສະນະຂອງວັດສະດຸ silicon carbide. ຂະບວນການຫຼັກແມ່ນການຊຶມເຊື້ອຮູບເງົາບາງໆ, photolithography, corrosion ຟິມ dielectric, ແລະຂະບວນການ etching ແຫ້ງ.
ຮູບທີ 3 ແຜນວາດແຜນວາດຂອງຂະບວນການ etching silicon carbide
(4) Metallization: ແຫຼ່ງ electrode ຂອງອຸປະກອນຕ້ອງການໂລຫະປະກອບເປັນ ohmic ທົນທານຕໍ່ຕ່ໍາການຕິດຕໍ່ທີ່ດີກັບ silicon carbide. ນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີລະບຽບການຂອງຂະບວນການເງິນຝາກຂອງໂລຫະແລະຄວບຄຸມສະຖານະການໂຕ້ຕອບຂອງການພົວພັນໂລຫະ - semiconductor, ແຕ່ຍັງຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຫມຸນອຸນຫະພູມສູງເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສູງຂອງອຸປະສັກ Schottky ແລະບັນລຸການຕິດຕໍ່ໂລຫະຊິລິໂຄນ carbide ohmic. ຂະບວນການຫຼັກແມ່ນ sputtering magnetron ໂລຫະ, evaporation beam ເອເລັກໂຕຣນິກ, ແລະ annealing ຄວາມຮ້ອນຢ່າງໄວວາ.
ຮູບທີ 4 ແຜນວາດແຜນວາດຂອງຫຼັກການສະເປຂອງແມ່ເຫຼັກ ແລະຜົນການເຊື່ອມໂລຫະ
(5) ຂະບວນການບາງໆ: ວັດສະດຸ Silicon carbide ມີລັກສະນະຂອງຄວາມແຂງສູງ, brittleness ສູງແລະຄວາມເຄັ່ງຄັດຂອງກະດູກຫັກຕ່ໍາ. ຂະບວນການຂັດຂອງມັນມັກຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການແຕກຫັກຂອງວັດສະດຸ, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍຕໍ່ພື້ນຜິວ wafer ແລະພື້ນຜິວຍ່ອຍ. ຂະບວນການຂັດໃຫມ່ຕ້ອງໄດ້ຮັບການພັດທະນາເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການການຜະລິດຂອງອຸປະກອນ silicon carbide. ຂະບວນການຫຼັກແມ່ນການເຮັດໃຫ້ບາງຂອງແຜ່ນເຊັ່ນ, ການຕິດຮູບເງົາແລະການປອກເປືອກ, ແລະອື່ນໆ.
ຮູບທີ 5 ແຜນວາດແຜນວາດຂອງ wafer grinding/thinning ຫຼັກການ
ເວລາປະກາດ: ຕຸລາ 22-2024