Wafers Sic do tipo P de 8 polegadas

As bolachas SiC do tipo P-de 8 polegadas semicorex representam uma inovação em uma ampla tecnologia de semicondutores de banda, oferecendo desempenho superior para aplicações de alta potência, alta frequência e alta temperatura. Fabricado com crescimento de cristal de última geração e processos de torrefamento. Para realizar as funções de vários dispositivos semicondutores, a condutividade dos materiais semicondutores precisa ser controlada com precisão. O doping do tipo P é um dos meios importantes para alterar a condutividade do SiC. A introdução de átomos de impureza com um pequeno número de elétrons de valência (geralmente alumínio) na treliça SiC formará "orifícios" carregados positivamente. Esses orifícios podem participar da condução como transportadores, fazendo com que o material SiC exiba condutividade do tipo P. O doping do tipo P é essencial para a fabricação de uma variedade de dispositivos semicondutores, como MOSFETs, diodos e transistores de junção bipolar, que dependem de junções p-n para alcançar suas funções específicas. O alumínio (Al) é um dopante do tipo P comumente usado no SiC. Comparado com o boro, o alumínio geralmente é mais adequado para obter camadas SiC de baixa resistência e baixa resistência. Isso ocorre porque o alumínio possui um nível de energia aceitador mais raso e é mais provável que ocupe a posição dos átomos de silício na rede SiC, alcançando assim uma maior eficiência do doping. O principal método para as bolachas de dopagem do tipo P é a implantação de íons, que geralmente requer recozimento em altas temperaturas acima de 1500 ° C para ativar os átomos de alumínio implantados, permitindo que eles entrem na posição de substituição da treliça sic e desempenhem seu papel elétrico. Devido à baixa taxa de difusão de dopantes na SiC, a tecnologia de implantação de íons pode controlar com precisão a profundidade do implantação e a concentração de impurezas, o que é crucial para a fabricação de dispositivos de alto desempenho.

A escolha dos dopantes e o processo de doping (como recozimento de alta temperatura após o implante de íons) são fatores-chave que afetam as propriedades elétricas dos dispositivos SiC. A energia de ionização e a solubilidade do dopante determinam diretamente o número de portadores livres. Os processos de implantação e recozimento afetam a ligação efetiva e a ativação elétrica dos átomos dopantes na treliça. Em última análise, esses fatores determinam a tolerância à tensão, a capacidade de carga atual e as características de comutação do dispositivo. O recozimento de alta temperatura geralmente é necessário para obter a ativação elétrica de dopantes no SiC, que é uma importante etapa de fabricação. Tais altas temperaturas de recozimento fazem altas demandas sobre equipamentos e controle de processos, que precisam ser controlados com precisão para evitar a introdução de defeitos no material ou reduzindo a qualidade do material. Os fabricantes precisam otimizar o processo de recozimento para garantir uma ativação suficiente dos dopantes, minimizando os efeitos adversos na integridade da wafer.

O substrato de carboneto de silício de alta qualidade e baixa resistência produzido pelo método da fase líquida acelerará bastante o desenvolvimento de SiC-IgBT de alto desempenho e realizará a localização de dispositivos de energia de tensão ultra-alta de ponta. O método da fase líquida tem a vantagem de cultivar cristais de alta qualidade. O princípio do crescimento do cristal determina que os cristais de carboneto de silício de alta qualidade podem ser cultivados, e os cristais de carboneto de silício com baixas atividades e falhas de empilhamento zero foram obtidas. O substrato de carboneto de silício fora de ângulo de 4 graus do tipo P, preparado pelo método da fase líquida, tem uma resistividade inferior a 200mΩ · cm, uma distribuição uniforme de resistividade no plano e boa cristalinidade.

Os substratos de carboneto de silício do tipo P são geralmente usados ​​para fabricar dispositivos de potência, como transistores bipolares de porta isolados (IGBT).

Igbt = MOSFET + BJT, que é um interruptor que está ligado ou desligado. MOSFET = IGFET (transistor de efeito de campo semicondutor de óxido de metal ou transistor de efeito de campo de portão isolado). BJT (transistor de junção bipolar, também conhecido como triodo), bipolar significa que, ao trabalhar, dois tipos de portadores, elétrons e orifícios, participam do processo de condução, geralmente uma junção PN participa da condução.

O método da fase líquida é uma técnica valiosa para a produção de substratos do tipo P com doping controlado e alta qualidade de cristal. Embora enfrente desafios, suas vantagens o tornam adequado para aplicações específicas em eletrônicos de alta potência. O uso de alumínio como dopante é a maneira mais comum de criar o P tipo P.

O esforço por maior eficiência, maior densidade de potência e maior confiabilidade na eletrônica de energia (para veículos elétricos, inversores de energia renovável, acionamentos motores industriais, fontes de alimentação etc.) exige dispositivos SIC que operam mais próximos dos limites teóricos do material. Os defeitos originários do substrato são um fator limitante importante. O P-Type SiC tem historicamente mais propenso a defeitos do que o N-Type quando cultivado pela Pvt tradicional. Portanto, substratos SiC de alta qualidade e de baixo defeito, ativados por métodos como LPM, são facilitadores críticos para a próxima geração de dispositivos avançados de potência SIC, particularmente MOSFETs e diodos.