Зошто силициум карбид (SiC) PVT кристален раст не може без облоги од тантал карбид (TaC)?

Во процесот на растење на кристалите на силициум карбид (SiC) преку методот за транспорт на физичка пареа (PVT), екстремно високата температура од 2000–2500 °C е „меч со две острици“ - додека ја поттикнува сублимацијата и транспортот на изворните материјали, исто така драматично ги интензивира сите материјали кои се ослободуваат од металните елементи особено на полето на металот. конвенционалните графитни компоненти во топла зона. Откако овие нечистотии ќе влезат во интерфејсот за раст, тие директно ќе го оштетат квалитетот на јадрото на кристалот. Ова е основната причина зошто облогите од тантал карбид (TaC) станаа „задолжителна опција“ наместо „опционален избор“ за раст на PVT кристалите.

1. Двојни деструктивни патишта на нечистотии во трагови

Штетата предизвикана од нечистотиите на кристалите на силициум карбид главно се рефлектира во две основни димензии, што директно влијае на употребливоста на кристалите:

• Нечистотии од лесни елементи (азот N, бор Б):Во услови на висока температура, тие лесно влегуваат во решетката SiC, ги заменуваат атомите на јаглерод и формираат нивоа на енергија на донаторот, директно менувајќи ја концентрацијата на носачот и отпорноста на кристалот. Експерименталните резултати покажуваат дека за секое зголемување од 1×1016 cm-3 во концентрацијата на нечистотија на азот, отпорноста на n-типот 4H-SiC може да се намали за речиси еден ред на големина, предизвикувајќи електричните параметри на конечниот уред да отстапуваат од целите на дизајнот.
• Нечистотии од метален елемент (железо Fe, никел Ni):Нивните атомски радиуси значително се разликуваат од оние на атомите на силициум и јаглерод. Откако ќе се вградат во решетката, тие предизвикуваат локално истегнување на решетката. Овие затегнати региони стануваат места за јадрење за дислокации на базалната рамнина (BPDs) и дефекти на натрупување (SFs), сериозно оштетувајќи го структурниот интегритет и сигурноста на уредот на кристалот.
  
  

2. За појасна споредба, влијанијата на двата типа на нечистотии се сумирани на следниов начин:

3. Механизам за трикратна заштита на облогите од тантал карбид

За да се блокира контаминацијата со нечистотија на нејзиниот извор, депонирањето на облога од тантал карбид (TaC) на површината на компонентите на графитната топла зона преку хемиско таложење на пареа (CVD) е докажано и ефикасно техничко решение. Нејзините основни функции се вртат околу „анти-контаминација“:

Висока хемиска стабилност:Не подлежи на значителни реакции со пареа базирана на силикон под PVT средини со висока температура, избегнувајќи самораспаѓање или создавање нови нечистотии.

Ниска пропустливост:Густата микроструктура формира физичка бариера, ефикасно блокирајќи ја надворешната дифузија на нечистотиите од графитната подлога.

Внатрешна висока чистота:Облогата останува стабилна на високи температури и има низок притисок на пареа, осигурувајќи дека нема да стане нов извор на контаминација.

4. Барања за спецификации за чистота на јадрото за облогата

Ефективноста на растворот целосно зависи од исклучителната чистота на облогата, која може прецизно да се потврди преку тестирање со масовна спектрометрија за празнење на сјај (GDMS):

5. Резултати од практична примена

По усвојувањето на висококвалитетни облоги со тантал карбид, може да се забележат јасни подобрувања и во фазите на раст на кристалите на силициум карбид и во фазите на производство на уреди:

Подобрување на квалитетот на кристалот:Густината на дислокација на базалната рамнина (BPD) е генерално намалена за повеќе од 30%, а униформноста на отпорноста на нафора е подобрена.

Зголемена доверливост на уредот:Енергетските уреди како што се SiC MOSFET-овите произведени на подлоги со висока чистота покажуваат подобрена конзистентност во пробивниот напон и намалени стапки на рана дефект.

Со својата висока чистота и стабилни хемиски и физички својства, облогите од тантал карбид создаваат сигурна бариера за чистота за кристалите од силициум карбид одгледувани во PVT. Тие ги трансформираат компонентите на топла зона - потенцијален извор на ослободување на нечистотии - во контролирани инертни граници, служејќи како клучна основна технологија за да се обезбеди квалитет на основниот кристален материјал и да се поддржи масовното производство на уреди со силициум карбид со високи перформанси.

Во следната статија, ќе истражиме како облогите од тантал карбид дополнително го оптимизираат термичкото поле и го подобруваат квалитетот на растот на кристалите од термодинамичка перспектива. Доколку сакате да дознаете повеќе за комплетниот процес на проверка на чистотата на облогата, деталната техничка документација може да се добие преку нашата официјална веб-страница.