English

คู่มือครอบคลุมเกี่ยวกับเวเฟอร์ซิลิกอนคาร์ไบด์/เวเฟอร์ SiC

บทคัดย่อของเวเฟอร์ SiC

 เวเฟอร์ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC)ได้กลายเป็นวัสดุตั้งต้นที่เลือกใช้สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง ความถี่สูง และอุณหภูมิสูง ในภาคยานยนต์ พลังงานหมุนเวียน และอวกาศ ผลิตภัณฑ์ของเราครอบคลุมวัสดุพอลิไทป์และรูปแบบการเจือปนที่สำคัญ ได้แก่ 4H (4H-N) ที่เจือปนไนโตรเจน, กึ่งฉนวนความบริสุทธิ์สูง (HPSI), 3C (3C-N) ที่เจือปนไนโตรเจน และ 4H/6H ชนิด p (4H/6H-P) ซึ่งมีให้เลือกสามเกรดคุณภาพ ได้แก่ PRIME (วัสดุตั้งต้นขัดเงาอย่างสมบูรณ์สำหรับใช้กับอุปกรณ์), DUMMY (แบบขัดเงาหรือไม่ขัดเงาสำหรับการทดลองกระบวนการ) และ RESEARCH (ชั้น epi แบบกำหนดเองและโปรไฟล์การเจือปนสำหรับ R&D) เส้นผ่านศูนย์กลางเวเฟอร์มีขนาด 2 นิ้ว, 4 นิ้ว, 6 นิ้ว, 8 นิ้ว และ 12 นิ้ว เพื่อให้เหมาะกับทั้งเครื่องมือแบบดั้งเดิมและโรงงานขั้นสูง นอกจากนี้ เรายังจัดหาแผ่นผลึกแบบโมโนคริสตัลไลน์และผลึกเมล็ดที่มีการวางแนวอย่างแม่นยำ เพื่อรองรับการเติบโตของผลึกภายในองค์กร

เวเฟอร์ 4H-N ของเรามีความหนาแน่นของพาหะตั้งแต่ 1×10¹⁶ ถึง 1×10¹⁹ cm⁻³ และค่าความต้านทานไฟฟ้า 0.01–10 Ω·cm⁻³ ให้การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและสนามการสลายที่ดีเยี่ยมที่สูงกว่า 2 MV/cm ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับไดโอด Schottky, MOSFET และ JFET ซับสเตรต HPSI มีค่าความต้านทานไฟฟ้าสูงกว่า 1×10¹² Ω·cm โดยมีความหนาแน่นของไมโครไพป์ต่ำกว่า 0.1 cm⁻² ช่วยลดการรั่วไหลสำหรับอุปกรณ์ RF และไมโครเวฟ เวเฟอร์ 3C-N แบบลูกบาศก์ มีให้เลือกทั้งขนาด 2 นิ้วและ 4 นิ้ว ช่วยให้สามารถทำ heteroepitaxy บนซิลิคอนได้ และรองรับการใช้งานโฟโตนิกส์และ MEMS แบบใหม่ เวเฟอร์ 4H/6H-P ชนิด P โด๊ปด้วยอะลูมิเนียมขนาด 1×10¹⁶–5×10¹⁸ cm⁻³ ช่วยอำนวยความสะดวกให้กับสถาปัตยกรรมอุปกรณ์ที่เสริมกัน

เวเฟอร์ SiC และเวเฟอร์ PRIME ผ่านการขัดเงาทางเคมีและเชิงกลจนมีความหยาบผิว RMS น้อยกว่า 0.2 นาโนเมตร ความหนารวมที่เปลี่ยนแปลงต่ำกว่า 3 ไมโครเมตร และโค้งงอน้อยกว่า 10 ไมโครเมตร แผ่นรอง DUMMY ช่วยเร่งการทดสอบการประกอบและบรรจุภัณฑ์ ในขณะที่เวเฟอร์ RESEARCH มีความหนาของชั้น epi 2–30 ไมโครเมตร และการเจือปนแบบเฉพาะ ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดได้รับการรับรองการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (เส้นโค้งการโยกตัวน้อยกว่า 30 อาร์กวินาที) และสเปกโทรสโกปีรามาน พร้อมด้วยการทดสอบทางไฟฟ้า ได้แก่ การวัดแบบฮอลล์ การทำโปรไฟล์ C–V และการสแกนไมโครไพป์ เพื่อให้มั่นใจว่าเป็นไปตามมาตรฐาน JEDEC และ SEMI

การปลูกลูกเปตองที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 150 มม. ใช้วิธี PVT และ CVD โดยมีความหนาแน่นของการเคลื่อนตัวต่ำกว่า 1×10³ cm⁻² และจำนวนไมโครไพพ์ต่ำ ผลึกเมล็ดจะถูกตัดให้อยู่ในระยะ 0.1° จากแกน c เพื่อรับประกันการเจริญเติบโตที่ทำซ้ำได้และให้ผลผลิตสูงจากการหั่น

ด้วยการผสมผสานโพลีไทป์หลายประเภท รูปแบบการเจือปน เกรดคุณภาพ ขนาดเวเฟอร์ SiC และการผลิตบูลและผลึกเมล็ดพันธุ์ภายในบริษัท แพลตฟอร์มพื้นผิว SiC ของเราจึงทำให้ห่วงโซ่อุปทานคล่องตัวขึ้นและเร่งการพัฒนาอุปกรณ์สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า กริดอัจฉริยะ และการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

บทคัดย่อของเวเฟอร์ SiC

 เวเฟอร์ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC)ได้กลายเป็นวัสดุตั้งต้น SiC ที่ได้รับความนิยมสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง ความถี่สูง และอุณหภูมิสูง ในภาคยานยนต์ พลังงานหมุนเวียน และอวกาศ ผลิตภัณฑ์ของเราครอบคลุมพอลิไทป์และรูปแบบการเจือปนที่สำคัญ ได้แก่ 4H (4H-N) ที่เจือปนไนโตรเจน, กึ่งฉนวนความบริสุทธิ์สูง (HPSI), 3C (3C-N) ที่เจือปนไนโตรเจน และ 4H/6H (4H/6H-P) ซึ่งมีให้เลือกสามเกรดคุณภาพ ได้แก่ เวเฟอร์ SiCPRIME (วัสดุรองรับเกรดอุปกรณ์ที่ขัดเงาอย่างสมบูรณ์), DUMMY (แบบขัดเงาหรือไม่ขัดเงาสำหรับการทดลองกระบวนการ) และ RESEARCH (ชั้น epi แบบกำหนดเองและโปรไฟล์การเจือปนสำหรับ R&D) เส้นผ่านศูนย์กลางของเวเฟอร์ SiC มีขนาด 2 นิ้ว, 4 นิ้ว, 6 นิ้ว, 8 นิ้ว และ 12 นิ้ว เพื่อรองรับทั้งเครื่องมือแบบดั้งเดิมและโรงงานขั้นสูง นอกจากนี้ เรายังจัดหาผลึกโมโนคริสตัลไลน์และผลึกเมล็ดที่มีการวางแนวอย่างแม่นยำ เพื่อรองรับการเติบโตของผลึกภายในองค์กร

เวเฟอร์ SiC 4H-N ของเรามีความหนาแน่นของพาหะตั้งแต่ 1×10¹⁶ ถึง 1×10¹⁹ cm⁻³ และค่าความต้านทานไฟฟ้า 0.01–10 Ω·cm ให้การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนและสนามการสลายที่ดีเยี่ยมที่สูงกว่า 2 MV/cm ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับไดโอด Schottky, MOSFET และ JFET ซับสเตรต HPSI มีค่าความต้านทานไฟฟ้าสูงกว่า 1×10¹² Ω·cm โดยมีความหนาแน่นของไมโครไพป์ต่ำกว่า 0.1 cm⁻² ช่วยลดการรั่วไหลสำหรับอุปกรณ์ RF และไมโครเวฟ เวเฟอร์ Cubic 3C-N มีให้เลือกทั้งขนาด 2 นิ้วและ 4 นิ้ว ช่วยให้สามารถทำ heteroepitaxy บนซิลิคอนได้ และรองรับการใช้งานโฟโตนิกส์และ MEMS แบบใหม่ เวเฟอร์ SiC ชนิด P 4H/6H-P ที่เจือด้วยอะลูมิเนียมขนาด 1×10¹⁶–5×10¹⁸ cm⁻³ ช่วยให้สถาปัตยกรรมอุปกรณ์ที่เสริมกันเป็นไปได้

เวเฟอร์ SiC รุ่น PRIME ผ่านการขัดเงาด้วยเคมีและกลศาสตร์จนมีความหยาบผิว RMS น้อยกว่า 0.2 นาโนเมตร ความหนารวมที่เปลี่ยนแปลงต่ำกว่า 3 ไมโครเมตร และโค้งงอน้อยกว่า 10 ไมโครเมตร แผ่นรองรับแบบ DUMMY ช่วยเร่งการทดสอบการประกอบและบรรจุภัณฑ์ ในขณะที่เวเฟอร์ RESEARCH มีความหนาของชั้น epi 2–30 ไมโครเมตร และการเจือปนแบบเฉพาะ ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดได้รับการรับรองการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (เส้นโค้งการโยกตัวน้อยกว่า 30 อาร์กวินาที) และสเปกโทรสโกปีรามาน พร้อมด้วยการทดสอบทางไฟฟ้า ได้แก่ การวัดแบบฮอลล์ การทำโปรไฟล์ C–V และการสแกนไมโครไพป์ เพื่อให้มั่นใจว่าเป็นไปตามมาตรฐาน JEDEC และ SEMI

การปลูกลูกเปตองที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 150 มม. ใช้วิธี PVT และ CVD โดยมีความหนาแน่นของการเคลื่อนตัวต่ำกว่า 1×10³ cm⁻² และจำนวนไมโครไพพ์ต่ำ ผลึกเมล็ดจะถูกตัดให้อยู่ในระยะ 0.1° จากแกน c เพื่อรับประกันการเจริญเติบโตที่ทำซ้ำได้และให้ผลผลิตสูงจากการหั่น

ด้วยการผสมผสานโพลีไทป์หลายประเภท รูปแบบการเจือปน เกรดคุณภาพ ขนาดเวเฟอร์ SiC และการผลิตบูลและผลึกเมล็ดพันธุ์ภายในบริษัท แพลตฟอร์มพื้นผิว SiC ของเราจึงทำให้ห่วงโซ่อุปทานคล่องตัวขึ้นและเร่งการพัฒนาอุปกรณ์สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า กริดอัจฉริยะ และการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

ภาพเวเฟอร์ SiC

แผ่นข้อมูลเวเฟอร์ SiC ชนิด 4H-N ขนาด 6 นิ้ว

 

แผ่นข้อมูลเวเฟอร์ SiC ขนาด 6 นิ้ว
พารามิเตอร์ พารามิเตอร์ย่อย เกรด Z เกรด P เกรด D
เส้นผ่านศูนย์กลาง   149.5–150.0 มม. 149.5–150.0 มม. 149.5–150.0 มม.
ความหนา 4H-N 350 ไมโครเมตร ± 15 ไมโครเมตร 350 ไมโครเมตร ± 25 ไมโครเมตร 350 ไมโครเมตร ± 25 ไมโครเมตร
ความหนา 4H-SI 500 ไมโครเมตร ± 15 ไมโครเมตร 500 ไมโครเมตร ± 25 ไมโครเมตร 500 ไมโครเมตร ± 25 ไมโครเมตร
การวางแนวเวเฟอร์   นอกแกน: 4.0° ไปทาง <11-20> ±0.5° (4H-N); บนแกน: <0001> ±0.5° (4H-SI) นอกแกน: 4.0° ไปทาง <11-20> ±0.5° (4H-N); บนแกน: <0001> ±0.5° (4H-SI) นอกแกน: 4.0° ไปทาง <11-20> ±0.5° (4H-N); บนแกน: <0001> ±0.5° (4H-SI)
ความหนาแน่นของไมโครไพพ์ 4H-N ≤ 0.2 ซม.⁻² ≤ 2 ซม.⁻² ≤ 15 ซม.⁻²
ความหนาแน่นของไมโครไพพ์ 4H-SI ≤ 1 ซม.⁻² ≤ 5 ซม.⁻² ≤ 15 ซม.⁻²
ความต้านทาน 4H-N 0.015–0.024 Ω·ซม. 0.015–0.028 Ω·ซม. 0.015–0.028 Ω·ซม.
ความต้านทาน 4H-SI ≥ 1×10¹⁰ Ω·ซม. ≥ 1×10⁵ Ω·ซม.  
การวางแนวแบนหลัก   [10-10] ± 5.0° [10-10] ± 5.0° [10-10] ± 5.0°
ความยาวแบนหลัก 4H-N 47.5 มม. ± 2.0 มม.    
ความยาวแบนหลัก 4H-SI รอยบาก    
การยกเว้นขอบ     3 มม.  
วาร์ป/LTV/TTV/คันธนู   ≤2.5 µm / ≤6 µm / ≤25 µm / ≤35 µm ≤5 µm / ≤15 µm / ≤40 µm / ≤60 µm  
ความหยาบ ขัด Ra ≤ 1 นาโนเมตร    
ความหยาบ ซีเอ็มพี Ra ≤ 0.2 นาโนเมตร   Ra ≤ 0.5 นาโนเมตร
รอยแตกที่ขอบ   ไม่มี   ความยาวสะสม ≤ 20 มม., เดี่ยว ≤ 2 มม.
แผ่นหกเหลี่ยม   พื้นที่สะสม ≤ 0.05% พื้นที่สะสม ≤ 0.1% พื้นที่สะสม ≤ 1%
พื้นที่โพลีไทป์   ไม่มี พื้นที่สะสม ≤ 3% พื้นที่สะสม ≤ 3%
การรวมตัวของคาร์บอน   พื้นที่สะสม ≤ 0.05%   พื้นที่สะสม ≤ 3%
รอยขีดข่วนบนพื้นผิว   ไม่มี   ความยาวสะสม ≤ 1 × เส้นผ่านศูนย์กลางเวเฟอร์
ชิปขอบ   ไม่อนุญาตให้มีความกว้างและความลึก ≥ 0.2 มม.   ชิปสูงสุด 7 ชิ้น ≤ 1 มม. ต่อชิ้น
TSD (การเคลื่อนตัวของสกรูเกลียว)   ≤ 500 ซม.⁻²   ไม่มีข้อมูล
BPD (การเคลื่อนตัวของฐานระนาบ)   ≤ 1000 ซม.⁻²   ไม่มีข้อมูล
การปนเปื้อนบนพื้นผิว   ไม่มี    
บรรจุภัณฑ์   ตลับเวเฟอร์หลายแผ่นหรือภาชนะเวเฟอร์แผ่นเดียว ตลับเวเฟอร์หลายแผ่นหรือภาชนะเวเฟอร์แผ่นเดียว ตลับเวเฟอร์หลายแผ่นหรือภาชนะเวเฟอร์แผ่นเดียว

แผ่นข้อมูลเวเฟอร์ SiC ชนิด 4H-N ขนาด 4 นิ้ว

 

แผ่นข้อมูลเวเฟอร์ SiC ขนาด 4 นิ้ว
พารามิเตอร์ การผลิต MPD เป็นศูนย์ เกรดการผลิตมาตรฐาน (P Grade) เกรดดัมมี่ (เกรด D)
เส้นผ่านศูนย์กลาง 99.5 มม.–100.0 มม.
ความหนา (4H-N) 350 ไมโครเมตร±15 ไมโครเมตร   350 ไมโครเมตร±25 ไมโครเมตร
ความหนา (4H-Si) 500 ไมโครเมตร±15 ไมโครเมตร   500 ไมโครเมตร±25 ไมโครเมตร
การวางแนวเวเฟอร์ นอกแกน: 4.0° ไปทาง <1120> ±0.5° สำหรับ 4H-N; บนแกน: <0001> ±0.5° สำหรับ 4H-Si    
ความหนาแน่นของไมโครไพพ์ (4H-N) ≤0.2 ซม.⁻² ≤2 ซม.⁻² ≤15 ซม.⁻²
ความหนาแน่นของไมโครไพพ์ (4H-Si) ≤1 ซม.⁻² ≤5 ซม.⁻² ≤15 ซม.⁻²
ความต้านทาน (4H-N)   0.015–0.024 Ω·ซม. 0.015–0.028 Ω·ซม.
ความต้านทาน (4H-Si) ≥1E10 Ω·ซม.   ≥1E5 Ω·ซม.
การวางแนวแบนหลัก   [10-10] ±5.0°  
ความยาวแบนหลัก   32.5 มม. ±2.0 มม.  
ความยาวแบนรอง   18.0 มม. ±2.0 มม.  
การวางแนวแบนรอง   ซิลิกอนหงายขึ้น: 90° CW จากพื้นเรียบ ±5.0°  
การยกเว้นขอบ   3 มม.  
LTV/TTV/Bow Warp ≤2.5 µm/≤5 µm/≤15 µm/≤30 µm   ≤10 µm/≤15 µm/≤25 µm/≤40 µm
ความหยาบ โปแลนด์ Ra ≤1 นาโนเมตร; CMP Ra ≤0.2 นาโนเมตร   รา ≤0.5 นาโนเมตร
รอยแตกที่ขอบโดยแสงความเข้มสูง ไม่มี ไม่มี ความยาวรวม ≤10 มม. ความยาวเดี่ยว ≤2 มม.
แผ่นหกเหลี่ยมด้วยแสงความเข้มสูง พื้นที่สะสม ≤0.05% พื้นที่สะสม ≤0.05% พื้นที่สะสม ≤0.1%
พื้นที่โพลีไทป์โดยแสงความเข้มสูง ไม่มี   พื้นที่สะสม ≤3%
การรวมตัวของคาร์บอนที่มองเห็นได้ พื้นที่สะสม ≤0.05%   พื้นที่สะสม ≤3%
รอยขีดข่วนบนพื้นผิวซิลิกอนโดยแสงที่มีความเข้มสูง ไม่มี   ความยาวสะสม ≤1 เส้นผ่านศูนย์กลางเวเฟอร์
ชิปขอบด้วยแสงความเข้มสูง ไม่อนุญาตให้มีความกว้างและความลึก ≥0.2 มม.   อนุญาต 5 อัน, ≤1 มม. ต่ออัน
การปนเปื้อนบนพื้นผิวซิลิกอนโดยแสงความเข้มสูง ไม่มี    
การเคลื่อนตัวของสกรูเกลียว ≤500 ซม.⁻² ไม่มีข้อมูล  
บรรจุภัณฑ์ ตลับเวเฟอร์หลายแผ่นหรือภาชนะเวเฟอร์แผ่นเดียว ตลับเวเฟอร์หลายแผ่นหรือภาชนะเวเฟอร์แผ่นเดียว ตลับเวเฟอร์หลายแผ่นหรือภาชนะเวเฟอร์แผ่นเดียว

แผ่นข้อมูลเวเฟอร์ SiC ชนิด HPSI ขนาด 4 นิ้ว

 

แผ่นข้อมูลเวเฟอร์ SiC ชนิด HPSI ขนาด 4 นิ้ว
พารามิเตอร์ เกรดการผลิต Zero MPD (เกรด Z) เกรดการผลิตมาตรฐาน (P Grade) เกรดดัมมี่ (เกรด D)
เส้นผ่านศูนย์กลาง   99.5–100.0 มม.  
ความหนา (4H-Si) 500 ไมโครเมตร ±20 ไมโครเมตร   500 ไมโครเมตร ±25 ไมโครเมตร
การวางแนวเวเฟอร์ นอกแกน: 4.0° ไปทาง <11-20> ±0.5° สำหรับ 4H-N; บนแกน: <0001> ±0.5° สำหรับ 4H-Si
ความหนาแน่นของไมโครไพพ์ (4H-Si) ≤1 ซม.⁻² ≤5 ซม.⁻² ≤15 ซม.⁻²
ความต้านทาน (4H-Si) ≥1E9 Ω·ซม.   ≥1E5 Ω·ซม.
การวางแนวแบนหลัก (10-10) ±5.0°
ความยาวแบนหลัก 32.5 มม. ±2.0 มม.
ความยาวแบนรอง 18.0 มม. ±2.0 มม.
การวางแนวแบนรอง ซิลิกอนหงายขึ้น: 90° CW จากพื้นเรียบ ±5.0°
การยกเว้นขอบ   3 มม.  
LTV/TTV/Bow Warp ≤3 µm/≤5 µm/≤15 µm/≤30 µm   ≤10 µm/≤15 µm/≤25 µm/≤40 µm
ความหยาบ (หน้า C) ขัด รา ≤1 นาโนเมตร  
ความหยาบ (หน้า Si) ซีเอ็มพี รา ≤0.2 นาโนเมตร รา ≤0.5 นาโนเมตร
รอยแตกที่ขอบโดยแสงความเข้มสูง ไม่มี   ความยาวรวม ≤10 มม. ความยาวเดี่ยว ≤2 มม.
แผ่นหกเหลี่ยมด้วยแสงความเข้มสูง พื้นที่สะสม ≤0.05% พื้นที่สะสม ≤0.05% พื้นที่สะสม ≤0.1%
พื้นที่โพลีไทป์โดยแสงความเข้มสูง ไม่มี   พื้นที่สะสม ≤3%
การรวมตัวของคาร์บอนที่มองเห็นได้ พื้นที่สะสม ≤0.05%   พื้นที่สะสม ≤3%
รอยขีดข่วนบนพื้นผิวซิลิกอนโดยแสงที่มีความเข้มสูง ไม่มี   ความยาวสะสม ≤1 เส้นผ่านศูนย์กลางเวเฟอร์
ชิปขอบด้วยแสงความเข้มสูง ไม่อนุญาตให้มีความกว้างและความลึก ≥0.2 มม.   อนุญาต 5 อัน, ≤1 มม. ต่ออัน
การปนเปื้อนบนพื้นผิวซิลิกอนโดยแสงความเข้มสูง ไม่มี   ไม่มี
การเคลื่อนตัวของสกรูเกลียว ≤500 ซม.⁻² ไม่มีข้อมูล  
บรรจุภัณฑ์   ตลับเวเฟอร์หลายแผ่นหรือภาชนะเวเฟอร์แผ่นเดียว  

การประยุกต์ใช้เวเฟอร์ SiC

 

  • โมดูลพลังงานเวเฟอร์ SiC สำหรับอินเวอร์เตอร์ EV
    มอสเฟตและไดโอดที่ใช้เวเฟอร์ SiC สร้างขึ้นบนแผ่นเวเฟอร์ SiC คุณภาพสูง ช่วยลดการสูญเสียการสลับต่ำเป็นพิเศษ ด้วยการใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีเวเฟอร์ SiC โมดูลพลังงานเหล่านี้จึงทำงานที่แรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิที่สูงขึ้น ทำให้อินเวอร์เตอร์แบบดึงมีประสิทธิภาพมากขึ้น การรวมไดย์เวเฟอร์ SiC เข้ากับขั้นตอนการผลิตไฟฟ้าช่วยลดความต้องการในการระบายความร้อนและปริมาณการใช้ไฟฟ้า แสดงให้เห็นถึงศักยภาพสูงสุดของนวัตกรรมเวเฟอร์ SiC

  • อุปกรณ์ RF ความถี่สูงและ 5G บนเวเฟอร์ SiC
    เครื่องขยายสัญญาณ RF และสวิตช์ที่ผลิตบนแพลตฟอร์มเวเฟอร์ SiC แบบกึ่งฉนวน แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการนำความร้อนและแรงดันพังทลายที่เหนือกว่า แผ่นรองรับเวเฟอร์ SiC ช่วยลดการสูญเสียไดอิเล็กทริกที่ความถี่ GHz ขณะที่ความแข็งแรงของวัสดุเวเฟอร์ SiC ช่วยให้ทำงานได้อย่างเสถียรภายใต้สภาวะกำลังไฟฟ้าสูงและอุณหภูมิสูง ทำให้เวเฟอร์ SiC เป็นแผ่นรองรับที่เป็นตัวเลือกสำหรับสถานีฐาน 5G และระบบเรดาร์รุ่นใหม่

  • วัสดุรองรับออปโตอิเล็กทรอนิกส์และ LED จากเวเฟอร์ SiC
    LED สีน้ำเงินและ UV ที่ปลูกบนแผ่นเวเฟอร์ SiC ได้รับประโยชน์จากการจับคู่โครงตาข่ายและการกระจายความร้อนที่ดีเยี่ยม การใช้เวเฟอร์ SiC หน้า C ขัดเงาช่วยให้ชั้นอิพิแทกเซียลมีความสม่ำเสมอ ขณะที่ความแข็งตามธรรมชาติของเวเฟอร์ SiC ช่วยให้เวเฟอร์บางลงและบรรจุภัณฑ์อุปกรณ์มีความน่าเชื่อถือ ซึ่งทำให้เวเฟอร์ SiC เป็นแพลตฟอร์มที่ได้รับความนิยมสำหรับการใช้งาน LED ที่มีกำลังไฟฟ้าสูงและอายุการใช้งานยาวนาน

คำถามและคำตอบของเวเฟอร์ SiC

1. ถาม: เวเฟอร์ SiC ผลิตอย่างไร?


ก:

เวเฟอร์ SiC ที่ผลิตขั้นตอนโดยละเอียด

  1. เวเฟอร์ SiCการเตรียมวัตถุดิบ

    • ใช้ผง SiC เกรด ≥5N (สิ่งเจือปน ≤1 ppm)
    • ร่อนและอบล่วงหน้าเพื่อกำจัดคาร์บอนหรือสารประกอบไนโตรเจนที่เหลืออยู่

  1. ซิลิคอนคาร์ไบด์การเตรียมคริสตัลเมล็ดพันธุ์

    • นำแผ่นผลึกเดี่ยว 4H-SiC มาหั่นตามแนว 〈0001〉 ให้มีความกว้างประมาณ 10 × 10 มม.²

    • การขัดเงาอย่างแม่นยำถึง Ra ≤0.1 nm และการกำหนดทิศทางของคริสตัล

  2. ซิลิคอนคาร์ไบด์การเจริญเติบโตของ PVT (การขนส่งไอทางกายภาพ)

    • โหลดเบ้าหลอมกราไฟท์: ด้านล่างเป็นผง SiC ด้านบนเป็นผลึกเมล็ดพันธุ์

    • อพยพไปที่ 10⁻³–10⁻⁵ Torr หรือเติมกลับด้วยฮีเลียมที่มีความบริสุทธิ์สูงที่ 1 บรรยากาศ

    • โซนแหล่งความร้อนอยู่ที่ 2100–2300 ℃ รักษาโซนเมล็ดพันธุ์ให้เย็นกว่า 100–150 ℃

    • ควบคุมอัตราการเติบโตที่ 1–5 มม./ชม. เพื่อสร้างสมดุลระหว่างคุณภาพและปริมาณงาน

  3. ซิลิคอนคาร์ไบด์การอบแท่งโลหะ

    • อบแท่ง SiC ที่เติบโตแล้วที่อุณหภูมิ 1,600–1,800 ℃ เป็นเวลา 4–8 ชั่วโมง

    • วัตถุประสงค์: บรรเทาความเครียดจากความร้อนและลดความหนาแน่นของการเคลื่อนตัว

  4. ซิลิคอนคาร์ไบด์การหั่นเวเฟอร์

    • ใช้เลื่อยลวดเพชรตัดแท่งโลหะให้เป็นแผ่นเวเฟอร์ที่มีความหนา 0.5–1 มม.

    • ลดแรงสั่นสะเทือนและแรงด้านข้างให้เหลือน้อยที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงรอยแตกร้าวขนาดเล็ก

  5. ซิลิคอนคาร์ไบด์เวเฟอร์การเจียรและขัดเงา

    • การบดหยาบเพื่อขจัดความเสียหายจากการเลื่อย (ความหยาบ ~10–30 µm)

    • การบดละเอียดเพื่อให้ได้ความเรียบ ≤5 µm

    • การขัดด้วยเคมี-กล (CMP)เพื่อให้ได้ผิวเคลือบที่เหมือนกระจก (Ra ≤0.2 nm)

  6. ซิลิคอนคาร์ไบด์เวเฟอร์การทำความสะอาดและการตรวจสอบ

    • การทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกในสารละลายปิรันย่า (H₂SO₄:H₂O₂) น้ำ DI ตามด้วย IPA

    • สเปกโตรสโคปี XRD/รามานเพื่อยืนยันโพลีไทป์ (4H, 6H, 3C)

    • อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เพื่อวัดความเรียบ (<5 µm) และการโก่งงอ (<20 µm)

    • หัววัดสี่จุดเพื่อทดสอบความต้านทาน (เช่น HPSI ≥10⁹ Ω·cm)

    • การตรวจสอบข้อบกพร่องกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงโพลาไรซ์และเครื่องทดสอบรอยขีดข่วน

  7. ซิลิคอนคาร์ไบด์เวเฟอร์การจำแนกประเภทและการจัดเรียง

    • การจัดเรียงเวเฟอร์ตามประเภทโพลีไทป์และประเภทไฟฟ้า:

      • 4H-SiC N-type (4H-N): ความเข้มข้นของตัวพา 10¹⁶–10¹⁸ cm⁻³

      • 4H-SiC ความบริสุทธิ์สูงแบบกึ่งฉนวน (4H-HPSI): ความต้านทาน ≥10⁹ Ω·cm

      • 6H-SiC ชนิด N (6H-N)

      • อื่นๆ: 3C-SiC, P-type เป็นต้น

  8. ซิลิคอนคาร์ไบด์เวเฟอร์บรรจุภัณฑ์และการจัดส่ง

    • วางในกล่องเวเฟอร์ที่สะอาดและปราศจากฝุ่น

    • ติดฉลากบนกล่องแต่ละกล่องด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง ความหนา โพลีไทป์ ระดับความต้านทาน และหมายเลขชุด

      เวเฟอร์ SiC

2. ถาม: ข้อได้เปรียบหลักของเวเฟอร์ SiC เหนือเวเฟอร์ซิลิกอนคืออะไร


A: เมื่อเปรียบเทียบกับเวเฟอร์ซิลิกอน เวเฟอร์ SiC ช่วยให้:

  • การทำงานแรงดันไฟฟ้าสูง(>1,200 V) โดยมีค่าความต้านทานการเปิดต่ำกว่า

  • เสถียรภาพอุณหภูมิที่สูงขึ้น(>300 °C) และการจัดการความร้อนที่ได้รับการปรับปรุง

  • ความเร็วในการสลับที่เร็วขึ้นด้วยการสูญเสียการสลับที่ต่ำ ลดการระบายความร้อนในระดับระบบและขนาดในตัวแปลงพลังงาน

4. ถาม: ข้อบกพร่องทั่วไปใดบ้างที่ส่งผลต่อผลผลิตและประสิทธิภาพของเวเฟอร์ SiC?


A: ข้อบกพร่องหลักในเวเฟอร์ SiC ได้แก่ ไมโครไพพ์ การเคลื่อนตัวของระนาบฐาน (BPD) และรอยขีดข่วนบนพื้นผิว ไมโครไพพ์สามารถทำให้เกิดความล้มเหลวของอุปกรณ์อย่างร้ายแรง BPD เพิ่มความต้านทานต่อการเกิดปฏิกิริยาเมื่อเวลาผ่านไป และรอยขีดข่วนบนพื้นผิวนำไปสู่การแตกหักของเวเฟอร์หรือการเจริญเติบโตของอิพิแทกเซียลที่ไม่ดี ดังนั้น การตรวจสอบอย่างเข้มงวดและการลดข้อบกพร่องจึงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อเพิ่มผลผลิตเวเฟอร์ SiC ให้ได้สูงสุด

เวลาโพสต์: 30 มิ.ย. 2568
กด Enter เพื่อค้นหาหรือ ESC เพื่อปิด