ପାୱାର ଡିଭାଇସ୍ ପାଇଁ SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର - 4H-SiC, N-ଟାଇପ୍, କମ୍ ତ୍ରୁଟି ଘନତା

ସଂକ୍ଷିପ୍ତ ବର୍ଣ୍ଣନା:

SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ଆଧୁନିକ ଉଚ୍ଚ-କ୍ଷମତା ସମ୍ପନ୍ନ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକର ମୂଳରେ ଅଛି, ବିଶେଷକରି ଯେଉଁଗୁଡ଼ିକ ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି, ଉଚ୍ଚ-ଆବୃତ୍ତି ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ କାର୍ଯ୍ୟ ପାଇଁ ଡିଜାଇନ୍ କରାଯାଇଛି। ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫରର ସଂକ୍ଷିପ୍ତ ଅର୍ଥ ହେଉଛି, ଏକ SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ଏକ ଉଚ୍ଚ-ଗୁଣବତ୍ତା, ପତଳା SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରକୁ ଏକ ବଲ୍କ SiC ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ। ପାରମ୍ପରିକ ସିଲିକନ୍-ଆଧାରିତ ୱେଫର ତୁଳନାରେ ଏହାର ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଭୌତିକ ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଗୁଣ ଯୋଗୁଁ SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ବ୍ୟବହାର ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନ, ସ୍ମାର୍ଟ ଗ୍ରୀଡ୍, ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି ପ୍ରଣାଳୀ ଏବଂ ମହାକାଶରେ ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ବିସ୍ତାରିତ ହେଉଛି।

ଆମକୁ ଇମେଲ୍ ପଠାନ୍ତୁ

ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟଗୁଡିକ

ବିସ୍ତୃତ ଚିତ୍ର

ପରିଚୟ

SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫରର ନିର୍ମାଣ ନୀତି

ଏକ SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ତିଆରି କରିବା ପାଇଁ ଏକ ଅତ୍ୟନ୍ତ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା (CVD) ପ୍ରକ୍ରିୟା ଆବଶ୍ୟକ। ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ସାଧାରଣତଃ 1500°C ରୁ ଅଧିକ ତାପମାତ୍ରାରେ ସାଇଲେନ୍ (SiH₄), ପ୍ରୋପେନ୍ (C₃H₈), ଏବଂ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ (H₂) ଭଳି ଗ୍ୟାସ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ଏକ ମନୋକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇନ୍ SiC ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ ଚାଷ କରାଯାଏ। ଏହି ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ବୃଦ୍ଧି ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ସ୍ଫଟିକୀୟ ସଂରଚନା ଏବଂ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ଏବଂ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ମଧ୍ୟରେ ସର୍ବନିମ୍ନ ତ୍ରୁଟି ସୁନିଶ୍ଚିତ କରେ।

ଏହି ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଅନେକ ମୁଖ୍ୟ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ:

ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତି: ମୂଳ SiC ୱେଫରକୁ ସଫା ଏବଂ ପଲିସ୍ କରାଯାଇଛି ଯାହା ପରମାଣୁ ମସୃଣତାକୁ ପୂରଣ କରେ।
ସିଭିଡି ବୃଦ୍ଧି: ଏକ ଉଚ୍ଚ-ଶୁଦ୍ଧତା ରିଆକ୍ଟରରେ, ଗ୍ୟାସଗୁଡ଼ିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରି ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ ଏକକ-ସ୍ଫାଟିକ SiC ସ୍ତର ଜମା କରନ୍ତି।
ଡୋପିଂ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ: ଇଚ୍ଛିତ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଗୁଣ ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ଏପିଟାକ୍ସି ସମୟରେ N-ଟାଇପ୍ କିମ୍ବା P-ଟାଇପ୍ ଡୋପିଂ ପ୍ରଚଳନ କରାଯାଏ।
ଯାଞ୍ଚ ଏବଂ ପରିମାଣ ବିଜ୍ଞାନ: ସ୍ତର ଘନତା, ଡୋପିଂ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଏବଂ ତ୍ରୁଟି ଘନତା ଯାଞ୍ଚ କରିବା ପାଇଁ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପି, AFM, ଏବଂ ଏକ୍ସ-ରେ ବିଚ୍ଛିନ୍ନତା ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।

ପ୍ରତ୍ୟେକ SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫରକୁ ଘନତା ଏକରୂପତା, ପୃଷ୍ଠ ସମତଳତା ଏବଂ ପ୍ରତିରୋଧକତାରେ କଡ଼ା ସହନଶୀଳତା ବଜାୟ ରଖିବା ପାଇଁ ସତର୍କତାର ସହ ନିରୀକ୍ଷଣ କରାଯାଏ। ଏହି ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକୁ ସୂକ୍ଷ୍ମ-ଟ୍ୟୁନ୍ କରିବାର କ୍ଷମତା ଉଚ୍ଚ-ଭୋଲଟେଜ୍ MOSFET, Schottky ଡାୟୋଡ୍ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପାୱାର ଡିଭାଇସ୍ ପାଇଁ ଅତ୍ୟାବଶ୍ୟକ।

ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟକରଣ

ପାରାମିଟର	ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟକରଣ
ବର୍ଗଗୁଡ଼ିକ	ସାମଗ୍ରୀ ବିଜ୍ଞାନ, ଏକକ ସ୍ଫଟିକ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍
ପଲିଟାଇପ୍	4H
ଡୋପିଂ	N ପ୍ରକାର
ବ୍ୟାସ	୧୦୧ ମିମି
ବ୍ୟାସ ସହନଶୀଳତା	± ୫%
ଘନତା	୦.୩୫ ମିମି
ଘନତା ସହନଶୀଳତା	± ୫%
ପ୍ରାଥମିକ ଫ୍ଲାଟ ଲମ୍ବ	୨୨ ମିମି (± ୧୦%)
TTV (ମୋଟ ଘନତା ପରିବର୍ତ୍ତନ)	≤୧୦ ମାଇକ୍ରୋମିଟର
ୱାର୍ପ୍	≤୨୫ ମାଇକ୍ରୋମିଟର
ଏଫଡବ୍ଲୁଏଚ୍ଏମ୍	≤30 ଆର୍କ-ସେକେଣ୍ଡ
ପୃଷ୍ଠ ସମାପ୍ତି	Rq ≤0.35 nm

SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫରର ପ୍ରୟୋଗ

SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ଉତ୍ପାଦଗୁଡ଼ିକ ବିଭିନ୍ନ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଅପରିହାର୍ଯ୍ୟ:

ଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଯାନବାହନ (EV): SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର-ଆଧାରିତ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକ ପାୱାରଟ୍ରେନ୍ ଦକ୍ଷତା ବୃଦ୍ଧି କରେ ଏବଂ ଓଜନ ହ୍ରାସ କରେ।
ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି: ସୌର ଏବଂ ପବନ ଶକ୍ତି ପ୍ରଣାଳୀ ପାଇଁ ଇନଭର୍ଟରରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।
ଶିଳ୍ପ ବିଦ୍ୟୁତ୍ ଯୋଗାଣ: କମ୍ କ୍ଷତି ସହିତ ଉଚ୍ଚ-ଆବୃତ୍ତି, ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ସୁଇଚିଂକୁ ସକ୍ଷମ କରନ୍ତୁ।
ଅନ୍ତରୀକ୍ଷ ଏବଂ ପ୍ରତିରକ୍ଷା: ଦୃଢ଼ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଆବଶ୍ୟକ କରୁଥିବା କଠୋର ପରିବେଶ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।
5G ବେସ୍ ଷ୍ଟେସନ୍: SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ RF ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଘନତାକୁ ସମର୍ଥନ କରେ।

ସିଲିକନ୍ ୱେଫର୍ ତୁଳନାରେ SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର୍ କମ୍ପାକ୍ଟ ଡିଜାଇନ୍, ଦ୍ରୁତ ସ୍ୱିଚିଂ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ପରିବର୍ତ୍ତନ ଦକ୍ଷତାକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ।

SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫରର ଲାଭ

SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଲାଭ ପ୍ରଦାନ କରେ:

ଉଚ୍ଚ ବ୍ରେକଡାଉନ୍ ଭୋଲଟେଜ୍: Si ୱେଫର୍ସ ଅପେକ୍ଷା 10 ଗୁଣ ଅଧିକ ଭୋଲଟେଜ ସହ୍ୟ କରେ।
ତାପଜ ପରିବାହିତା: SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ତାପକୁ ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ନଷ୍ଟ କରେ, ଯାହା ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକୁ ଥଣ୍ଡା ଏବଂ ଅଧିକ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟ ଭାବରେ ଚାଲିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ।
ଉଚ୍ଚ ସ୍ୱିଚିଂ ବେଗ: କମ୍ ସୁଇଚିଂ କ୍ଷତି ଉଚ୍ଚ ଦକ୍ଷତା ଏବଂ କ୍ଷୁଦ୍ରକରଣକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ।
ୱାଇଡ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍: ଅଧିକ ଭୋଲଟେଜ ଏବଂ ତାପମାତ୍ରାରେ ସ୍ଥିରତା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରେ।
ଭୌତିକ ଦୃଢ଼ତା: SiC ରାସାୟନିକ ଭାବରେ ନିଷ୍କ୍ରିୟ ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଭାବରେ ଦୃଢ଼, ଚାହିଦାପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ।

ଏହି ସୁବିଧାଗୁଡ଼ିକ SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫରକୁ ପରବର୍ତ୍ତୀ ପିଢ଼ିର ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ପାଇଁ ପସନ୍ଦର ସାମଗ୍ରୀ କରିଥାଏ।

FAQ: SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର

Q1: SiC ୱାଫର ଏବଂ SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱାଫର ମଧ୍ୟରେ କ'ଣ ପାର୍ଥକ୍ୟ?
ଏକ SiC ୱାଫର ବଲ୍କ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟକୁ ବୁଝାଏ, ଯେତେବେଳେ ଏକ SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱାଫରରେ ଡିଭାଇସ୍ ନିର୍ମାଣରେ ବ୍ୟବହୃତ ଏକ ସ୍ୱତନ୍ତ୍ର ଭାବରେ ବଢ଼ୁଥିବା ଡୋପ୍ ସ୍ତର ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ।

Q2: SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ସ୍ତର ପାଇଁ କେଉଁ ଘନତା ଉପଲବ୍ଧ?
ପ୍ରୟୋଗ ଆବଶ୍ୟକତା ଉପରେ ନିର୍ଭର କରି ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକ ସାଧାରଣତଃ କିଛି ମାଇକ୍ରୋମିଟରରୁ 100 μm ରୁ ଅଧିକ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ହୋଇଥାଏ।

Q3: SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର କ’ଣ ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ପରିବେଶ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ?
ହଁ, SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର 600°C ରୁ ଅଧିକ ତାପମାତ୍ରାରେ କାମ କରିପାରିବ, ଯାହା ସିଲିକନକୁ ଯଥେଷ୍ଟ ପଛରେ ପକାଇଥାଏ।

Q4: SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫରରେ ତ୍ରୁଟି ଘନତା କାହିଁକି ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ?
କମ୍ ତ୍ରୁଟି ଘନତା ଡିଭାଇସର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ଉତ୍ପାଦନକୁ ଉନ୍ନତ କରେ, ବିଶେଷକରି ଉଚ୍ଚ-ଭୋଲଟେଜ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ।

Q5: N-ଟାଇପ୍ ଏବଂ P-ଟାଇପ୍ SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର୍ସ ଉଭୟ ଉପଲବ୍ଧ କି?
ହଁ, ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ ସଠିକ୍ ଡୋପାଣ୍ଟ ଗ୍ୟାସ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ବ୍ୟବହାର କରି ଉଭୟ ପ୍ରକାର ଉତ୍ପାଦନ କରାଯାଏ।

Q6: SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ପାଇଁ କେଉଁ ୱେଫର ଆକାର ମାନକ?
ଉଚ୍ଚ-ଆକାରର ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ମାନକ ବ୍ୟାସରେ 2-ଇଞ୍ଚ, 4-ଇଞ୍ଚ, 6-ଇଞ୍ଚ ଏବଂ ବର୍ଦ୍ଧିତ 8-ଇଞ୍ଚ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ।

Q7: SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ମୂଲ୍ୟ ଏବଂ ଦକ୍ଷତାକୁ କିପରି ପ୍ରଭାବିତ କରେ?
ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଭାବରେ ସିଲିକନ୍ ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ମହଙ୍ଗା ହେଲେ ମଧ୍ୟ, SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ସିଷ୍ଟମର ଆକାର ଏବଂ ଶକ୍ତି ହ୍ରାସକୁ ହ୍ରାସ କରେ, ଦୀର୍ଘକାଳୀନ ଭାବରେ ମୋଟ ମୂଲ୍ୟ ଦକ୍ଷତାକୁ ଉନ୍ନତ କରେ।

ପୂର୍ବବର୍ତ୍ତୀ: ନୀଳମଣି ଟ୍ୟୁବ୍‌ଗୁଡ଼ିକ ଥର୍ମୋକପଲ୍‌ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ବୃଦ୍ଧି କରୁଛି

ପରବର୍ତ୍ତୀ: 4H-N ପ୍ରକାର SiC ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ଉଚ୍ଚ ଭୋଲଟେଜ ଉଚ୍ଚ ଆବୃତ୍ତି