எபிடாக்சியல் அடுக்குகள்: மேம்பட்ட செமிகண்டக்டர் சாதனங்களின் அடித்தளம்

படம் 1: யூனிபோலார் சாதனங்களுக்கான ஊக்கமருந்து செறிவுகள், அடுக்கு தடிமன் மற்றும் முறிவு மின்னழுத்தம் ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள தொடர்பை விளக்குகிறது.

SiC எபிடாக்சியல் அடுக்குகளை தயாரிப்பது முதன்மையாக ஆவியாதல் வளர்ச்சி, திரவ நிலை எபிடாக்ஸி (LPE), மூலக்கூறு பீம் எபிடாக்ஸி (MBE), மற்றும் இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) போன்ற நுட்பங்களை உள்ளடக்கியது, மேலும் CVD தொழிற்சாலைகளில் வெகுஜன உற்பத்திக்கான முக்கிய முறையாகும்.

அட்டவணை 1: முக்கிய எபிடாக்சியல் லேயர் தயாரிப்பு முறைகளின் ஒப்பீட்டு கண்ணோட்டத்தை வழங்குகிறது.

ஒரு அற்புதமான அணுகுமுறையானது, படம் 2(b) இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒரு குறிப்பிட்ட சாய்வு கோணத்தில் ஆஃப்-அச்சு {0001} அடி மூலக்கூறுகளின் வளர்ச்சியை உள்ளடக்கியது. இந்த முறை படி அளவைக் குறைக்கும் அதே வேளையில் படி அடர்த்தியை கணிசமாக அதிகரிக்கிறது, முதன்மையாக ஸ்டெப் கொத்து தளங்களில் அணுக்கருவை எளிதாக்குகிறது, இதனால் எபிடாக்சியல் லேயரை அடி மூலக்கூறின் ஸ்டாக்கிங் வரிசையை முழுமையாகப் பிரதிபலிக்க அனுமதிக்கிறது, இது பாலிடைப்களின் சகவாழ்வை நீக்குகிறது.

படம் 2: 4H-SiC இல் படி-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட எபிடாக்ஸியின் இயற்பியல் செயல்முறையை விளக்குகிறது.

படம் 3: 4H-SiC க்கான படி-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட எபிடாக்ஸியில் CVD வளர்ச்சிக்கான முக்கியமான நிலைமைகளைக் காட்டுகிறது.

படம் 4: 4H-SiC எபிடாக்ஸிக்கான பல்வேறு சிலிக்கான் மூலங்களின் கீழ் வளர்ச்சி விகிதங்களை ஒப்பிடுகிறது.

குறைந்த மற்றும் நடுத்தர மின்னழுத்த பயன்பாடுகளின் துறையில் (எ.கா., 1200V சாதனங்கள்), SiC எபிடாக்ஸி தொழில்நுட்பம் ஒரு முதிர்ந்த நிலையை எட்டியுள்ளது, இது தடிமன், ஊக்கமருந்து செறிவு மற்றும் குறைபாடு விநியோகம் ஆகியவற்றில் ஒப்பீட்டளவில் உயர்ந்த சீரான தன்மையை வழங்குகிறது, குறைந்த மற்றும் நடுத்தர மின்னழுத்த SBDக்கான தேவைகளை போதுமான அளவில் பூர்த்தி செய்கிறது. , MOS, JBS சாதனங்கள் மற்றும் பிற.

இருப்பினும், உயர் மின்னழுத்த டொமைன் இன்னும் குறிப்பிடத்தக்க சவால்களை முன்வைக்கிறது. உதாரணமாக, 10000V இல் மதிப்பிடப்பட்ட சாதனங்களுக்கு தோராயமாக 100μm தடிமன் கொண்ட எபிடாக்சியல் அடுக்குகள் தேவைப்படுகின்றன, ஆனால் இந்த அடுக்குகள் அவற்றின் குறைந்த மின்னழுத்த சகாக்களுடன் ஒப்பிடும்போது கணிசமாக மோசமான தடிமன் மற்றும் ஊக்கமருந்து சீரான தன்மையை வெளிப்படுத்துகின்றன, ஒட்டுமொத்த சாதனத்தின் செயல்திறனில் முக்கோண குறைபாடுகளின் தீங்கு விளைவிக்கும் தாக்கத்தை குறிப்பிடவில்லை. இருமுனை சாதனங்களுக்கு ஆதரவாக இருக்கும் உயர் மின்னழுத்த பயன்பாடுகள், சிறுபான்மை கேரியர் வாழ்நாளில் கடுமையான கோரிக்கைகளை வைக்கின்றன, இந்த அளவுருவை மேம்படுத்த செயல்முறை மேம்படுத்தல் தேவைப்படுகிறது.

தற்போது, ​​சந்தையில் 4-இன்ச் மற்றும் 6-இன்ச் SiC எபிடாக்சியல் செதில்கள் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன, பெரிய விட்டம் கொண்ட SiC எபிடாக்சியல் செதில்களின் விகிதத்தில் படிப்படியாக அதிகரிப்பு உள்ளது. SiC எபிடாக்சியல் செதில்களின் அளவு SiC அடி மூலக்கூறுகளின் பரிமாணங்களால் அடிப்படையில் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. 6-இன்ச் SiC அடி மூலக்கூறுகள் இப்போது வணிக ரீதியாகக் கிடைக்கின்றன, 4-inch இலிருந்து 6-inch SiC எபிடாக்ஸிக்கு மாறுதல் சீராக நடந்து வருகிறது.

SiC அடி மூலக்கூறு புனையமைப்பு தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள் மற்றும் உற்பத்தி திறன்கள் விரிவடைவதால், SiC அடி மூலக்கூறுகளின் விலை படிப்படியாகக் குறைந்து வருகிறது. எபிடாக்சியல் செதில்களின் விலையில் 50% க்கும் அதிகமான அடி மூலக்கூறுகள் காரணமாக இருப்பதால், அடி மூலக்கூறு விலைகள் குறைவது SiC எபிடாக்ஸிக்கான குறைந்த செலவுகளுக்கு வழிவகுக்கும், இதனால் தொழில்துறைக்கு பிரகாசமான எதிர்காலத்தை உறுதியளிக்கிறது.**