1. Питання: Як виготовляються пластини SiC?

В:

Виготовлення пластин SiCДетальні кроки

1. Пластини SiCПідготовка сировини

• Використовуйте порошок SiC марки ≥5N (вміст домішок ≤1 ppm).
• Просійте та попередньо випікайте, щоб видалити залишки вуглецю або азотних сполук.

1. Карбід кремніюПідготовка зародкових кристалів

   • Візьміть шматок монокристала 4H-SiC, розріжте його вздовж орієнтації 〈0001〉 до розміру ~10 × 10 мм².

   • Прецизійне полірування до Ra ≤ 0,1 нм та маркування орієнтації кристалів.

2. Карбід кремніюPVT-зростання (фізичний транспорт пари)

   • Завантажте графітовий тигель: знизу порошком SiC, зверху – затравкою.

   • Відкачати до 10⁻³–10⁻⁵ Торр або засипати високочистим гелієм під тиском 1 атм.

   • Нагрійте зону джерела до 2100–2300 ℃, зону насіння підтримуйте на 100–150 ℃ нижче.

   • Контролюйте швидкість росту на рівні 1–5 мм/год, щоб збалансувати якість та пропускну здатність.

3. Карбід кремніюВідпал злитків

   • Відпаліть вирощений злиток SiC при температурі 1600–1800 ℃ протягом 4–8 годин.

   • Мета: зняття термічних напружень та зменшення щільності дислокацій.

4. Карбід кремніюНарізка вафель

   • Використовуйте алмазну дротяну пилку, щоб нарізати злиток на пластини товщиною 0,5–1 мм.

   • Мінімізуйте вібрацію та бічні сили, щоб уникнути мікротріщин.

5. Карбід кремніюВафляШліфування та полірування

   • Грубе помелюваннядля видалення пошкоджень від пиляння (шорсткість ~10–30 мкм).

   • Дрібне подрібненнядля досягнення площинності ≤5 мкм.

   • Хіміко-механічне полірування (ХМП)для досягнення дзеркальної поверхні (Ra ≤0,2 нм).

6. Карбід кремніюВафляОчищення та огляд

   • Ультразвукове очищенняу розчині Piranha (H₂SO₄:H₂O₂), DI вода, потім IPA.

   • Рентгенівська дифракційна/раманівська спектроскопіядля підтвердження політипу (4H, 6H, 3C).

   • Інтерферометріядля вимірювання площинності (<5 мкм) та деформації (<20 мкм).

   • Чотириточковий зонддля перевірки питомого опору (наприклад, HPSI ≥10⁹ Ω·см).

   • Перевірка на дефектипід поляризованим світловим мікроскопом та скретч-тестером.

7. Карбід кремніюВафляКласифікація та сортування

   • Сортувати пластини за політипом та електричним типом:

     • 4H-SiC N-типу (4H-N): концентрація носіїв заряду 10¹⁶–10¹⁸ см⁻³

     • 4H-SiC високої чистоти напівізоляційний (4H-HPSI): питомий опір ≥10⁹ Ом·см

     • 6H-SiC N-типу (6H-N)

     • Інші: 3C-SiC, P-тип тощо.

8. Карбід кремніюВафляУпаковка та відвантаження

   • Помістіть у чисті, безпилові коробки для вафель.

   • Позначте кожну коробку діаметром, товщиною, політипом, класом опору та номером партії.

     

2. Питання: Які ключові переваги SiC-пластин над кремнієвими?

A: Порівняно з кремнієвими пластинами, SiC-пластини дозволяють:

• Робота під вищою напругою(>1200 В) з нижчим опором увімкнення.

• Вища температурна стабільність(>300 °C) та покращене управління температурою.

• Швидша швидкість перемиканняз меншими втратами на комутацію, зменшуючи охолодження на рівні системи та розміри перетворювачів потужності.

4. Питання: Які поширені дефекти впливають на вихід та продуктивність SiC-пластин?

A: Основні дефекти в пластинах SiC включають мікротрубочки, дислокації базальних площин (BPD) та поверхневі подряпини. Мікротрубочки можуть спричинити катастрофічний вихід пристрою з ладу; BPD з часом збільшують опір увімкнення; а поверхневі подряпини призводять до поломки пластини або поганого епітаксіального росту. Тому ретельний контроль та усунення дефектів є важливими для максимізації виходу пластин SiC.