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od体育官网-高压碳化硅解决方案:改善4H-SiC晶圆表面的缺陷问题

作者: OD体育官网入口 浏览:   日期:2022-06-16

本文摘要:碳化硅(SiC)在大功率、高温、高频等极端条件应用领域具备很好的前景。

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碳化硅(SiC)在大功率、高温、高频等极端条件应用领域具备很好的前景。但尽管商用4H-SiC单晶圆片的结晶完整性最近几年贞着改良,这些晶圆的缺失密度仍然居高不下。经研究证实,晶圆衬底的表面处置时间就越宽,则表面缺陷率也不会回来减少。  碳化硅(SiC)兼具长能带隙、低电击穿场强、低热导率、低载流子饱和状态速率等特性,在大功率、高温、高频等极端条件应用领域具备很好的前景。

尽管商用4HSiC单晶圆片的结晶完整性最近几年贞着改良,但这些晶圆的缺失密度仍然居高不下。  经研究证实,晶圆衬底的表面处置时间就越宽,则表面缺陷率也不会回来减少。表面缺失严重影响SiC元件品质与矽元件比起,碳化硅的能带隙更加长,本征载流子浓度更加较低,且在更高的温度条件下仍能维持半导体特性,因此,使用碳化硅材料做成的元件,能在比矽元件更高的工作温度运作。

碳化硅的低电击穿场强和低热导率,融合低工作温度,让碳化硅元件获得极高的功率密度和能效。  如今,碳化硅晶圆品质和元件生产制程贞着改良,各大半导体厂商争相展出了高压碳化硅解决方案,其性能远超过矽萧兹基势垒二极体(SBD)和场效应电晶体(FET),其中还包括切断电压相似19kV的PiN整流管;穿透电压低于1.5kV的萧特基二极体;穿透电压高达1.0kV的MOSFET。  对于普通半导体技术尤其是碳化硅元件,衬底材料的品质极其重要。

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若在晶圆非均匀分布表面上有机械性失调区和水解区,用于这些晶圆生产出有的半导体元件,其产品性能将不会受到影响,例如重组亲率提升,或者在长时间工作过程中经常出现无法意识到的性能减少现象。商用碳化硅晶圆必须机械抛光处置,晶圆表面更容易被刮伤,常常看见晶圆上有大量的刮痕。  过去的研究报告证明,如果在外延层生长前正确处理衬底表面,晶圆衬底表面上的缺失将不会大幅度增加,这是生长高品质外延层的关键所在。我们告诉,氢气转印方法可以除去数百奈米的体效应材料,从而提高晶圆表面的缺失问题。


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