แผ่นเวเฟอร์ 4H-SiC ขนาด 12 นิ้ว สำหรับแว่นตา AR
แผนภาพโดยละเอียด
ภาพรวม
เดอะแผ่นรองพื้นนำไฟฟ้า 4H-SiC (ซิลิคอนคาร์ไบด์) ขนาด 12 นิ้วเป็นแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่พิเศษและมีช่องว่างพลังงานกว้าง พัฒนาขึ้นสำหรับเทคโนโลยีรุ่นต่อไปแรงดันสูง กำลังสูง ความถี่สูง และอุณหภูมิสูงการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง โดยใช้ประโยชน์จากข้อดีโดยธรรมชาติของ SiC เช่นสนามไฟฟ้าวิกฤตสูง, ความเร็วการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิ่มตัวสูง, การนำความร้อนสูง, และมีเสถียรภาพทางเคมีดีเยี่ยม—วัสดุพื้นฐานนี้ถูกวางตำแหน่งให้เป็นวัสดุหลักสำหรับแพลตฟอร์มอุปกรณ์ไฟฟ้าขั้นสูงและการใช้งานเวเฟอร์ขนาดใหญ่ที่กำลังเกิดขึ้นใหม่
เพื่อตอบสนองความต้องการในระดับอุตสาหกรรมสำหรับการลดต้นทุนและการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตการเปลี่ยนผ่านจากกระแสหลักซิลิคอนคาร์ไบด์ขนาด 6–8 นิ้ว to ซิลิคอนคาร์ไบด์ขนาด 12 นิ้วการใช้แผ่นเวเฟอร์ขนาด 12 นิ้วได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นเส้นทางสำคัญ แผ่นเวเฟอร์ขนาด 12 นิ้วมีพื้นที่ใช้งานได้มากกว่าแผ่นเวเฟอร์ขนาดเล็กกว่าอย่างมาก ทำให้สามารถผลิตชิปได้ในปริมาณที่สูงขึ้นต่อแผ่นเวเฟอร์ เพิ่มประสิทธิภาพการใช้เวเฟอร์ และลดสัดส่วนการสูญเสียที่ขอบ ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนการผลิตโดยรวมลดลงตลอดห่วงโซ่อุปทาน
กระบวนการเจริญเติบโตของผลึกและการผลิตเวเฟอร์
แผ่นรองพื้น 4H-SiC นำไฟฟ้าขนาด 12 นิ้วนี้ ผลิตขึ้นผ่านกระบวนการผลิตที่ครบวงจรการขยายเมล็ด การเติบโตของผลึกเดี่ยว การทำแผ่นบาง การทำให้บางลง และการขัดเงาโดยปฏิบัติตามหลักปฏิบัติมาตรฐานในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์:
-
การขยายพันธุ์เมล็ดพันธุ์โดยวิธีการขนส่งไอระเหยทางกายภาพ (Physical Vapor Transport: PVT):
ขนาด 12 นิ้วผลึกต้นแบบ 4H-SiCได้มาจากการขยายเส้นผ่านศูนย์กลางโดยใช้วิธี PVT ซึ่งช่วยให้สามารถปลูกผลึก 4H-SiC ขนาด 12 นิ้วที่มีคุณสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้าได้ในภายหลัง -
การเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยว 4H-SiC ที่นำไฟฟ้าได้:
นำไฟฟ้าn⁺ 4H-SiCการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยวเกิดขึ้นได้โดยการเติมไนโตรเจนเข้าไปในสภาพแวดล้อมการเจริญเติบโตเพื่อให้เกิดการเจือปนของตัวให้ (donor doping) อย่างควบคุมได้ -
การผลิตเวเฟอร์ (กระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์มาตรฐาน):
หลังจากขึ้นรูปทรงกลมแล้ว จะทำการผลิตแผ่นเวเฟอร์โดยวิธีการต่างๆการตัดด้วยเลเซอร์ตามด้วยการทำให้บางลง การขัดเงา (รวมถึงการตกแต่งขั้นสุดท้ายระดับ CMP) และการทำความสะอาด.
ความหนาของวัสดุรองรับที่ได้คือ560 ไมโครเมตร.
แนวทางแบบบูรณาการนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับการเติบโตที่เสถียรในขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่พิเศษ ในขณะเดียวกันก็รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างผลึกและคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่สม่ำเสมอ
เพื่อให้มั่นใจได้ว่ามีการประเมินคุณภาพอย่างครอบคลุม วัสดุตั้งต้นจะถูกตรวจสอบโดยใช้เครื่องมือวิเคราะห์เชิงโครงสร้าง เชิงแสง เชิงไฟฟ้า และการตรวจสอบข้อบกพร่องร่วมกัน:
-
สเปกโทรสโกปีรามาน (การทำแผนที่พื้นที่):การตรวจสอบความสม่ำเสมอของโพลีไทป์ทั่วทั้งเวเฟอร์
-
กล้องจุลทรรศน์แบบออปติคอลอัตโนมัติเต็มรูปแบบ (การทำแผนที่เวเฟอร์):การตรวจจับและการประเมินทางสถิติของท่อขนาดเล็ก
-
การวัดความต้านทานแบบไม่สัมผัส (การทำแผนที่เวเฟอร์):การกระจายค่าความต้านทานไฟฟ้า ณ จุดวัดหลายแห่ง
-
การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ความละเอียดสูง (HRXRD):การประเมินคุณภาพผลึกโดยใช้การวัดเส้นโค้งการแกว่ง
-
การตรวจสอบการเคลื่อนตัวของวัสดุ (หลังการกัดกรดเฉพาะจุด):การประเมินความหนาแน่นและลักษณะทางสัณฐานวิทยาของความคลาดเคลื่อน (โดยเน้นที่ความคลาดเคลื่อนแบบเกลียว)

ผลการดำเนินงานที่สำคัญ (ตัวอย่าง)
ผลการวิเคราะห์คุณสมบัติแสดงให้เห็นว่า แผ่นรองพื้น 4H-SiC นำไฟฟ้าขนาด 12 นิ้ว มีคุณภาพวัสดุที่ดีเยี่ยมในพารามิเตอร์ที่สำคัญต่างๆ:
(1) ความบริสุทธิ์และความสม่ำเสมอของโพลีไทป์
-
การทำแผนที่พื้นที่รามานแสดงให้เห็นว่าการครอบคลุมโพลีไทป์ 4H-SiC 100%ทั่วทั้งพื้นผิว
-
ไม่พบการปะปนของโพลีไทป์อื่นๆ (เช่น 6H หรือ 15R) ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการควบคุมโพลีไทป์ที่ดีเยี่ยมในระดับ 12 นิ้ว
(2) ความหนาแน่นของไมโครไพพ์ (MPD)
-
การทำแผนที่ด้วยกล้องจุลทรรศน์ระดับเวเฟอร์บ่งชี้ว่าความหนาแน่นของไมโครไพพ์ < 0.01 cm⁻²ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงการระงับข้อบกพร่องที่จำกัดการทำงานของอุปกรณ์ประเภทนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
(3) ความต้านทานไฟฟ้าและความสม่ำเสมอ
-
การตรวจวัดความต้านทานแบบไม่สัมผัส (การวัด 361 จุด) แสดงผลดังนี้:
-
ช่วงค่าความต้านทาน:20.5–23.6 มิลลิโอห์ม·ซม.
-
ค่าความต้านทานเฉลี่ย:22.8 มิลลิโอห์ม·ซม.
-
ความไม่สม่ำเสมอ:< 2%
ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ถึงความสม่ำเสมอในการผสมสารเจือปนที่ดี และความสม่ำเสมอทางไฟฟ้าในระดับเวเฟอร์ที่น่าพอใจ
-
(4) คุณภาพผลึก (HRXRD)
-
การวัดเส้นโค้งการแกว่ง HRXRD บน(004) การสะท้อนถ่ายที่ห้าคะแนนตามทิศทางเส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่นเวเฟอร์ ให้แสดง:
-
ลักษณะยอดเดี่ยวที่เกือบสมมาตรโดยไม่มีพฤติกรรมหลายยอด บ่งชี้ว่าไม่มีลักษณะขอบเขตเกรนมุมต่ำ
-
ค่าเฉลี่ย FWHM:20.8 อาร์คเซค (″)ซึ่งบ่งชี้ถึงคุณภาพผลึกที่สูง
-
(5) ความหนาแน่นของการเคลื่อนที่ของสกรู (TSD)
-
หลังจากกระบวนการกัดกรดแบบเลือกเฉพาะจุดและการสแกนอัตโนมัติแล้วความหนาแน่นของการเคลื่อนตัวของสกรูวัดที่2 ซม.⁻²แสดงให้เห็นถึงค่า TSD ที่ต่ำในระดับ 12 นิ้ว
สรุปจากผลการวิจัยข้างต้น:
พื้นผิวแสดงให้เห็นมีความบริสุทธิ์ของโพลีไทป์ 4H ที่ยอดเยี่ยม ความหนาแน่นของไมโครไพพ์ต่ำมาก ความต้านทานต่ำที่เสถียรและสม่ำเสมอ คุณภาพผลึกที่แข็งแรง และความหนาแน่นของความคลาดเคลื่อนแบบเกลียวต่ำซึ่งเป็นการสนับสนุนความเหมาะสมสำหรับการผลิตอุปกรณ์ขั้นสูง
คุณค่าและข้อดีของผลิตภัณฑ์
-
ช่วยให้สามารถย้ายกระบวนการผลิต SiC ขนาด 12 นิ้วได้
นำเสนอแพลตฟอร์มพื้นผิวคุณภาพสูงที่สอดคล้องกับแผนงานของอุตสาหกรรมในการผลิตเวเฟอร์ SiC ขนาด 12 นิ้ว -
ความหนาแน่นของข้อบกพร่องต่ำ ส่งผลให้ผลผลิตและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ดีขึ้น
ความหนาแน่นของไมโครไพพ์ที่ต่ำมากและความหนาแน่นของการเคลื่อนตัวของเกลียวที่ต่ำ ช่วยลดกลไกการสูญเสียผลผลิตที่รุนแรงและแบบพาราเมตริกได้ -
ความสม่ำเสมอทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมเพื่อความเสถียรของกระบวนการ
การกระจายค่าความต้านทานที่แคบช่วยส่งเสริมความสม่ำเสมอของอุปกรณ์ทั้งระหว่างแผ่นเวเฟอร์และภายในแผ่นเวเฟอร์เดียวกัน -
คุณภาพผลึกสูง เหมาะสำหรับการปลูกผลึกแบบเอพิแท็กซีและการประมวลผลอุปกรณ์
ผลการวิเคราะห์ HRXRD และการไม่พบสัญญาณของขอบเขตเกรนที่มีมุมต่ำ บ่งชี้ว่าวัสดุมีคุณภาพเหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตแบบเอพิแทกเซียและการผลิตอุปกรณ์
แอปพลิเคชันเป้าหมาย
แผ่นรองพื้น 4H-SiC นำไฟฟ้าขนาด 12 นิ้วนี้เหมาะสำหรับใช้งานในด้านต่างๆ ดังนี้:
-
อุปกรณ์กำลังไฟฟ้า SiC:MOSFET, ไดโอด Schottky barrier (SBD) และโครงสร้างที่เกี่ยวข้อง
-
รถยนต์ไฟฟ้า:อินเวอร์เตอร์หลักสำหรับระบบขับเคลื่อน, เครื่องชาร์จในตัว (OBC) และตัวแปลง DC-DC
-
พลังงานหมุนเวียนและระบบโครงข่ายไฟฟ้า:อินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์ ระบบจัดเก็บพลังงาน และโมดูลสมาร์ทกริด
-
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังอุตสาหกรรม:แหล่งจ่ายไฟประสิทธิภาพสูง, ตัวขับมอเตอร์ และตัวแปลงแรงดันสูง
-
ความต้องการเวเฟอร์ขนาดใหญ่ที่กำลังเกิดขึ้น:บรรจุภัณฑ์ขั้นสูงและสถานการณ์การผลิตเซมิคอนดักเตอร์อื่นๆ ที่เข้ากันได้กับขนาด 12 นิ้ว
คำถามที่พบบ่อย – แผ่นรองพื้น 4H-SiC นำไฟฟ้าขนาด 12 นิ้ว
คำถามที่ 1. ผลิตภัณฑ์นี้เป็นวัสดุรองรับ SiC ประเภทใด?
A:
ผลิตภัณฑ์นี้คือแผ่นรองพื้นผลึกเดี่ยว 4H-SiC ชนิดนำไฟฟ้า (n⁺-type) ขนาด 12 นิ้วผลิตโดยใช้วิธีการขนส่งไอระเหยทางกายภาพ (Physical Vapor Transport: PVT) และผ่านกระบวนการผลิตโดยใช้เทคนิคการผลิตแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์มาตรฐาน
คำถามที่ 2. เหตุใดจึงเลือก 4H-SiC เป็นโพลีไทป์?
A:
4H-SiC นำเสนอการผสมผสานที่ลงตัวที่สุดของความคล่องตัวของอิเล็กตรอนสูง ช่องว่างพลังงานกว้าง สนามไฟฟ้าพังทลายสูง และการนำความร้อนสูงในบรรดาโพลีไทป์ SiC ที่มีความสำคัญในเชิงพาณิชย์ โพลีไทป์นี้เป็นโพลีไทป์หลักที่ใช้สำหรับอุปกรณ์ SiC แรงดันสูงและกำลังสูงเช่น MOSFET และไดโอด Schottky
คำถามที่ 3. ข้อดีของการเปลี่ยนจากแผ่นรองพื้น SiC ขนาด 8 นิ้ว เป็น 12 นิ้ว คืออะไร?
A:
แผ่นเวเฟอร์ SiC ขนาด 12 นิ้ว ให้คุณสมบัติดังต่อไปนี้:
-
อย่างมีนัยสำคัญพื้นที่ผิวใช้งานที่ใหญ่ขึ้น
-
เพิ่มผลผลิตต่อเวเฟอร์ให้สูงขึ้น
-
อัตราส่วนการสูญเสียขอบที่ต่ำกว่า
-
ปรับปรุงความเข้ากันได้กับสายการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูงขนาด 12 นิ้ว
ปัจจัยเหล่านี้มีส่วนช่วยโดยตรงต่อต้นทุนต่ออุปกรณ์ต่ำกว่าและประสิทธิภาพการผลิตที่สูงขึ้น
เกี่ยวกับเรา
XKH เชี่ยวชาญด้านการพัฒนา การผลิต และการขายเทคโนโลยีขั้นสูงของกระจกออปติคอลพิเศษและวัสดุคริสตัลใหม่ ผลิตภัณฑ์ของเราให้บริการด้านอิเล็กทรอนิกส์เชิงแสง อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และการทหาร เรานำเสนอชิ้นส่วนออปติคอลแซฟไฟร์ ฝาครอบเลนส์โทรศัพท์มือถือ เซรามิก LT ซิลิคอนคาร์ไบด์ SIC ควอตซ์ และแผ่นเวเฟอร์คริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ ด้วยความเชี่ยวชาญและอุปกรณ์ที่ทันสมัย เราโดดเด่นในการแปรรูปผลิตภัณฑ์ที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน โดยมุ่งมั่นที่จะเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยีขั้นสูงของวัสดุออปโตอิเล็กทรอนิกส์












