8-इंच पी-टाइप एसआईसी वेफर्स

अर्धविराम 8-इंच पी-टाइप एसआईसी वेफर्स विस्तृत बैंडगैप सेमीकंडक्टर तकनीक में एक सफलता का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो उच्च-शक्ति, उच्च-आवृत्ति और उच्च-तापमान अनुप्रयोगों के लिए बेहतर प्रदर्शन की पेशकश करते हैं। अत्याधुनिक क्रिस्टल विकास और वेफरिंग प्रक्रियाओं के साथ निर्मित। विभिन्न अर्धचालक उपकरणों के कार्यों को महसूस करने के लिए, अर्धचालक सामग्री की चालकता को सटीक रूप से नियंत्रित करने की आवश्यकता है। पी-टाइप डोपिंग एसआईसी की चालकता को बदलने के लिए महत्वपूर्ण साधन में से एक है। एसआईसी जाली में कम संख्या में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों (आमतौर पर एल्यूमीनियम) की एक छोटी संख्या के साथ अशुद्धता परमाणुओं की शुरूआत सकारात्मक रूप से "छेद" चार्ज होगी। ये छेद वाहक के रूप में चालन में भाग ले सकते हैं, जिससे एसआईसी सामग्री पी-टाइप चालकता का प्रदर्शन करती है। पी-टाइप डोपिंग विभिन्न प्रकार के अर्धचालक उपकरणों के निर्माण के लिए आवश्यक है, जैसे कि MOSFET, डायोड, और द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर, जो सभी अपने विशिष्ट कार्यों को प्राप्त करने के लिए P-N जंक्शनों पर भरोसा करते हैं। एल्यूमीनियम (एएल) एसआईसी में आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला पी-टाइप डोपेंट है। बोरान के साथ तुलना में, एल्यूमीनियम आमतौर पर भारी डोपेड, कम प्रतिरोध एसआईसी परतों को प्राप्त करने के लिए अधिक उपयुक्त है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एल्यूमीनियम में एक उथले स्वीकर्ता ऊर्जा स्तर है और यह SIC जाली में सिलिकॉन परमाणुओं की स्थिति पर कब्जा करने की अधिक संभावना है, जिससे उच्च डोपिंग दक्षता प्राप्त होती है। पी-टाइप डोपिंग एसआईसी वेफर्स के लिए मुख्य विधि आयन इम्प्लांटेशन है, जिसे आमतौर पर प्रत्यारोपित एल्यूमीनियम परमाणुओं को सक्रिय करने के लिए 1500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर उच्च तापमान पर एनालिंग की आवश्यकता होती है, जिससे उन्हें एसआईसी जाली की प्रतिस्थापन स्थिति में प्रवेश करने और उनकी विद्युत भूमिका निभाने की अनुमति मिलती है। SIC में डोपेंट्स की कम प्रसार दर के कारण, आयन आरोपण तकनीक अशुद्धियों की आरोपण गहराई और एकाग्रता को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकती है, जो उच्च-प्रदर्शन उपकरणों के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण है।

डोपेंट की पसंद और डोपिंग प्रक्रिया (जैसे कि आयन आरोपण के बाद उच्च तापमान एनीलिंग) एसआईसी उपकरणों के विद्युत गुणों को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारक हैं। डोपेंट की आयनीकरण ऊर्जा और घुलनशीलता सीधे मुक्त वाहक की संख्या निर्धारित करती है। आरोपण और एनीलिंग प्रक्रियाएं जाली में डोपेंट परमाणुओं के प्रभावी बंधन और विद्युत सक्रियण को प्रभावित करती हैं। ये कारक अंततः वोल्टेज सहिष्णुता, वर्तमान वहन क्षमता और डिवाइस की स्विचिंग विशेषताओं को निर्धारित करते हैं। उच्च तापमान एनीलिंग को आमतौर पर SIC में डोपेंट्स के विद्युत सक्रियण को प्राप्त करने के लिए आवश्यक होता है, जो एक महत्वपूर्ण विनिर्माण कदम है। इस तरह के उच्च annealing तापमान उपकरण और प्रक्रिया नियंत्रण पर उच्च मांग रखते हैं, जिन्हें सामग्री में दोषों को पेश करने या सामग्री की गुणवत्ता को कम करने से बचने के लिए ठीक से नियंत्रित किया जाना चाहिए। निर्माताओं को वेफर अखंडता पर प्रतिकूल प्रभाव को कम करते हुए डोपेंट की पर्याप्त सक्रियता सुनिश्चित करने के लिए एनीलिंग प्रक्रिया को अनुकूलित करने की आवश्यकता है।

उच्च गुणवत्ता वाले, कम-प्रतिरोध पी-टाइप सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट द्वारा उत्पादित तरल चरण विधि द्वारा उत्पादित उच्च प्रदर्शन वाले एसआईसी-आईजीबीटी के विकास में तेजी लाएगी और उच्च-अंत अल्ट्रा-हाई वोल्टेज पावर उपकरणों के स्थानीयकरण का एहसास होगा। तरल चरण विधि में उच्च गुणवत्ता वाले क्रिस्टल बढ़ने का लाभ है। क्रिस्टल ग्रोथ सिद्धांत यह निर्धारित करता है कि अल्ट्रा-हाई-क्वालिटी सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल को उगाया जा सकता है, और सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल कम से कम नाना और शून्य स्टैकिंग दोषों के साथ प्राप्त किए गए हैं। तरल चरण विधि द्वारा तैयार किए गए पी-टाइप 4-डिग्री ऑफ-एंगल सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट में 200 मीटर से कम · सेमी, एक समान इन-प्लेन प्रतिरोधकता वितरण और अच्छे क्रिस्टलीयता की प्रतिरोधकता होती है।

पी-टाइप सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट का उपयोग आम तौर पर बिजली उपकरणों को बनाने के लिए किया जाता है, जैसे कि अछूता गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (IGBT)।

IGBT = MOSFET + BJT, जो एक स्विच है जो या तो चालू या बंद है। MOSFET = IGFET (मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर, या इंसुलेटेड गेट फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर)। BJT (द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर, जिसे ट्रायोड के रूप में भी जाना जाता है), द्विध्रुवी का अर्थ है कि काम करते समय, दो प्रकार के वाहक, इलेक्ट्रॉनों और छेद, चालन प्रक्रिया में भाग लेते हैं, आम तौर पर एक पीएन जंक्शन चालन में भाग लेता है।

तरल चरण विधि नियंत्रित डोपिंग और उच्च क्रिस्टल गुणवत्ता के साथ पी-टाइप एसआईसी सब्सट्रेट के उत्पादन के लिए एक मूल्यवान तकनीक है। जबकि यह चुनौतियों का सामना करता है, इसके फायदे इसे उच्च-शक्ति वाले इलेक्ट्रॉनिक्स में विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं। एक डोपेंट के रूप में एल्यूमीनियम का उपयोग पी प्रकार sic बनाने के लिए सबसे आम तरीका है।

पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में उच्च दक्षता, उच्च शक्ति घनत्व और अधिक विश्वसनीयता के लिए धक्का (इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए, नवीकरणीय ऊर्जा इनवर्टर, औद्योगिक मोटर ड्राइव, बिजली की आपूर्ति, आदि) को एसआईसी उपकरणों की आवश्यकता होती है जो सामग्री की सैद्धांतिक सीमाओं के करीब संचालित होते हैं। सब्सट्रेट से उत्पन्न होने वाले दोष एक प्रमुख सीमित कारक हैं। पारंपरिक प्राइवेट द्वारा उगाए जाने पर पी-टाइप एसआईसी ऐतिहासिक रूप से एन-टाइप की तुलना में अधिक दोष-ग्रस्त है। इसलिए, एलपीएम जैसे तरीकों से सक्षम उच्च-गुणवत्ता वाले, कम-डिफेक्ट पी-टाइप एसआईसी सब्सट्रेट, अगली पीढ़ी के उन्नत एसआईसी पावर डिवाइसेस, विशेष रूप से एमओएसएफईटी और डायोड के लिए महत्वपूर्ण एनबलर्स हैं।