رقاقة سيليكون كربيد 4H-SiC مقاس 12 بوصة لنظارات الواقع المعزز
رسم تخطيطي مفصل
ملخص
الركيزة موصلة من كربيد السيليكون 4H-SiC (كربيد السيليكون) مقاس 12 بوصةهي رقاقة أشباه موصلات ذات قطر كبير للغاية وفجوة نطاق واسعة، تم تطويرها للجيل القادمالجهد العالي، والطاقة العالية، والتردد العالي، ودرجة الحرارة العاليةتصنيع إلكترونيات الطاقة. الاستفادة من المزايا الكامنة في كربيد السيليكون - مثلمجال كهربائي حرج عالي, سرعة انجراف الإلكترون المشبعة العالية, موصلية حرارية عالية، واستقرار كيميائي ممتاز—يتم وضع هذه الركيزة كمادة أساسية لمنصات أجهزة الطاقة المتقدمة وتطبيقات الرقائق ذات المساحة الكبيرة الناشئة.
لتلبية متطلبات الصناعة على نطاق واسع لـخفض التكاليف وتحسين الإنتاجية، الانتقال من التيار السائدكربيد السيليكون 6-8 بوصة to 12 بوصة SiCتُعتبر الركائز مسارًا رئيسيًا معروفًا على نطاق واسع. توفر رقاقة السيليكون مقاس 12 بوصة مساحة قابلة للاستخدام أكبر بكثير من الأحجام الأصغر، مما يتيح إنتاجًا أعلى للرقائق لكل رقاقة، واستخدامًا أفضل للرقاقة، وتقليل نسبة فقدان الحواف - وبالتالي دعم تحسين تكلفة التصنيع الإجمالية عبر سلسلة التوريد.
مسار نمو البلورات وتصنيع الرقائق
يتم إنتاج هذه الركيزة الموصلة المصنوعة من كربيد السيليكون 4H-SiC مقاس 12 بوصة من خلال سلسلة عمليات كاملة تغطيتوسيع البذور، نمو البلورات الأحادية، تقطيع الرقائق، ترقيقها، وتلميعها، وفقًا لممارسات تصنيع أشباه الموصلات القياسية:
-
تمدد البذور عن طريق النقل الفيزيائي للبخار (PVT):
مقاس 12 بوصةبلورة بذرة 4H-SiCيتم الحصول عليها عن طريق توسيع القطر باستخدام طريقة PVT، مما يتيح النمو اللاحق لبلورات 4H-SiC الموصلة مقاس 12 بوصة. -
نمو بلورة أحادية موصلة من نوع 4H-SiC:
موصلn⁺ 4H-SiCيتم تحقيق نمو البلورة الأحادية عن طريق إدخال النيتروجين في بيئة النمو لتوفير تطعيم مانح متحكم به. -
تصنيع الرقائق (معالجة أشباه الموصلات القياسية):
بعد تشكيل البلورات، يتم إنتاج الرقائق عبرتقطيع الليزر، متبوعًا بـالتخفيف والتلميع (بما في ذلك التشطيب بمستوى CMP) والتنظيف.
سمك الركيزة الناتج هو560 ميكرومتر.
تم تصميم هذا النهج المتكامل لدعم النمو المستقر عند قطر كبير للغاية مع الحفاظ على السلامة البلورية والخصائص الكهربائية المتسقة.
لضمان تقييم شامل للجودة، يتم توصيف الركيزة باستخدام مجموعة من الأدوات الهيكلية والبصرية والكهربائية وأدوات فحص العيوب:
-
التحليل الطيفي الراماني (رسم الخرائط المساحية):التحقق من تجانس النمط البلوري عبر الرقاقة
-
المجهر الضوئي الآلي بالكامل (رسم خرائط الرقاقات):الكشف والتقييم الإحصائي للأنابيب الدقيقة
-
قياس المقاومة الكهربائية بدون تلامس (رسم خرائط الرقاقات):توزيع المقاومة الكهربائية على مواقع قياس متعددة
-
حيود الأشعة السينية عالي الدقة (HRXRD):تقييم جودة البلورات من خلال قياسات منحنى التأرجح
-
فحص الانخلاعات (بعد الحفر الانتقائي):تقييم كثافة وشكل الانخلاعات (مع التركيز على الانخلاعات اللولبية)

نتائج الأداء الرئيسية (تمثيلية)
تُظهر نتائج توصيف الخصائص أن الركيزة الموصلة 4H-SiC مقاس 12 بوصة تتميز بجودة مواد عالية عبر المعايير الحرجة:
(1) نقاء وتجانس النمط المتعدد
-
يُظهر رسم خرائط منطقة رامانتغطية بنسبة 100% لنمط 4H-SiC المتعددعبر الركيزة.
-
لم يتم الكشف عن أي إدراج لأنواع متعددة أخرى (مثل 6H أو 15R)، مما يشير إلى تحكم ممتاز في الأنواع المتعددة على نطاق 12 بوصة.
(2) كثافة الأنابيب الدقيقة (MPD)
-
تشير عملية رسم الخرائط المجهرية على مستوى الرقاقة إلىكثافة الأنابيب الدقيقة < 0.01 سم⁻²، مما يعكس قمعًا فعالًا لهذه الفئة من العيوب التي تحد من أداء الجهاز.
(3) المقاومة الكهربائية والانتظام
-
يُظهر رسم خرائط المقاومة الكهربائية بدون تلامس (قياس 361 نقطة):
-
نطاق المقاومة النوعية:20.5–23.6 ملي أوم·سم
-
متوسط المقاومة النوعية:22.8 ملي أوم·سم
-
عدم التجانس:أقل من 2%
تشير هذه النتائج إلى اتساق جيد في دمج الشوائب وتجانس كهربائي ملائم على مستوى الرقاقة.
-
(4) الجودة البلورية (HRXRD)
-
قياسات منحنى التأرجح بتقنية حيود الأشعة السينية عالية الدقة على(004) انعكاس، تم التقاطها فيخمس نقاطعلى طول اتجاه قطر الرقاقة، أظهر ما يلي:
-
قمم مفردة شبه متناظرة بدون سلوك متعدد القمم، مما يشير إلى غياب خصائص حدود الحبيبات ذات الزاوية المنخفضة.
-
متوسط عرض الخط عند نصف الارتفاع (FWHM):20.8 ثانية قوسية (″)مما يدل على جودة بلورية عالية.
-
(5) كثافة الخلع اللولبي (TSD)
-
بعد عملية الحفر الانتقائي والمسح الآلي،كثافة خلع البراغييتم قياسها عند2 سم⁻²، مما يدل على انخفاض TSD على مقياس 12 بوصة.
الاستنتاج من النتائج المذكورة أعلاه:
يوضح الركيزةنقاء ممتاز للنمط البلوري 4H، وكثافة أنابيب دقيقة منخفضة للغاية، ومقاومة منخفضة مستقرة وموحدة، وجودة بلورية عالية، وكثافة منخفضة للعيوب اللولبيةمما يدعم ملاءمتها لتصنيع الأجهزة المتقدمة.
قيمة المنتج ومزاياه
-
يُمكّن من الانتقال إلى تصنيع كربيد السيليكون بحجم 12 بوصة
توفر منصة ركيزة عالية الجودة تتماشى مع خارطة طريق الصناعة نحو تصنيع رقائق السيليكون كاربايد بحجم 12 بوصة. -
انخفاض كثافة العيوب لتحسين إنتاجية الجهاز وموثوقيته
تساعد الكثافة المنخفضة للغاية للأنابيب الدقيقة وكثافة الخلع اللولبي المنخفضة في تقليل آليات فقدان الإنتاجية الكارثية والبارامترية. -
تجانس كهربائي ممتاز لاستقرار العملية
يساهم التوزيع المحكم للمقاومة في تحسين اتساق الأجهزة بين الرقاقات وداخل الرقاقة الواحدة. -
جودة بلورية عالية تدعم عملية الترسيب الطبقي ومعالجة الأجهزة
تشير نتائج HRXRD وغياب علامات حدود الحبيبات ذات الزاوية المنخفضة إلى جودة مواد مواتية للنمو الطبقي وتصنيع الأجهزة.
التطبيقات المستهدفة
تُستخدم الركيزة الموصلة المصنوعة من كربيد السيليكون 4H-SiC بقياس 12 بوصة في:
-
أجهزة الطاقة المصنوعة من كربيد السيليكون:ترانزستورات MOSFET، وثنائيات شوتكي الحاجزة (SBD)، والهياكل ذات الصلة
-
المركبات الكهربائية:محولات الجر الرئيسية، والشواحن المدمجة (OBC)، ومحولات التيار المستمر إلى التيار المستمر
-
الطاقة المتجددة والشبكة الكهربائية:محولات الطاقة الكهروضوئية، وأنظمة تخزين الطاقة، ووحدات الشبكة الذكية
-
إلكترونيات الطاقة الصناعية:مصادر طاقة عالية الكفاءة، ومحركات تشغيل، ومحولات جهد عالي
-
متطلبات رقائق السيليكون ذات المساحة الكبيرة الناشئة:التغليف المتقدم وسيناريوهات تصنيع أشباه الموصلات الأخرى المتوافقة مع مقاس 12 بوصة
الأسئلة الشائعة – ركيزة موصلة من كربيد السيليكون 4H مقاس 12 بوصة
س1. ما نوع ركيزة كربيد السيليكون المستخدمة في هذا المنتج؟
A:
هذا المنتج عبارة عنركيزة أحادية البلورة موصلة (من النوع n⁺) من كربيد السيليكون 4H-SiC مقاس 12 بوصة، تم إنتاجها بواسطة طريقة النقل الفيزيائي للبخار (PVT) ومعالجتها باستخدام تقنيات رقائق أشباه الموصلات القياسية.
س2. لماذا تم اختيار 4H-SiC كنمط متعدد؟
A:
يوفر كربيد السيليكون 4H-SiC المزيج الأمثل منحركة إلكترونية عالية، وفجوة نطاق واسعة، ومجال انهيار عالٍ، وموصلية حراريةمن بين أنواع السيليكون كاربيد المتعددة ذات الأهمية التجارية. وهو النوع المتعدد السائد المستخدم فيأجهزة كربيد السيليكون عالية الجهد وعالية الطاقة، مثل ترانزستورات MOSFET وثنائيات شوتكي.
س3. ما هي مزايا الانتقال من ركائز SiC مقاس 8 بوصات إلى ركائز مقاس 12 بوصة؟
A:
توفر رقاقة السيليكون كاربايد (SiC) مقاس 12 بوصة ما يلي:
-
بشكل كبيرمساحة سطح قابلة للاستخدام أكبر
-
إنتاجية أعلى لكل رقاقة
-
نسبة فقدان الحافة المنخفضة
-
تحسين التوافق معخطوط تصنيع أشباه الموصلات المتقدمة مقاس 12 بوصة
تساهم هذه العوامل بشكل مباشر فيانخفاض تكلفة الجهاز الواحدوزيادة كفاءة التصنيع.
معلومات عنا
تتخصص شركة XKH في تطوير وإنتاج وبيع الزجاج البصري الخاص ومواد الكريستال الجديدة بتقنيات متطورة. تخدم منتجاتنا قطاعات الإلكترونيات البصرية والإلكترونيات الاستهلاكية والقطاع العسكري. نقدم مكونات بصرية من الياقوت، وأغطية عدسات الهواتف المحمولة، والسيراميك، وتقنية LT، وكربيد السيليكون (SIC)، والكوارتز، ورقائق الكريستال شبه الموصلة. بفضل خبرتنا الواسعة ومعداتنا المتطورة، نتفوق في معالجة المنتجات غير القياسية، ونسعى لنكون شركة رائدة في مجال المواد الكهروضوئية عالية التقنية.












