پاور ڈیوائسز کے لیے SiC Epitaxial Wafer - 4H-SiC، N-قسم، کم خرابی کی کثافت
تفصیلی خاکہ
تعارف
SiC Epitaxial Wafer جدید ہائی پرفارمنس سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کا مرکز ہے، خاص طور پر وہ جو ہائی پاور، ہائی فریکونسی، اور ہائی ٹمپریچر آپریشنز کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں۔ Silicon Carbide Epitaxial Wafer کے لیے مختصر، ایک SiC Epitaxial Wafer ایک اعلیٰ معیار کی، پتلی SiC ایپیٹیکسیل تہہ پر مشتمل ہوتا ہے جو ایک بلک SiC سبسٹریٹ کے اوپر اگائی جاتی ہے۔ SiC Epitaxial Wafer ٹیکنالوجی کا استعمال برقی گاڑیوں، سمارٹ گرڈز، قابل تجدید توانائی کے نظاموں اور ایرو اسپیس میں تیزی سے پھیل رہا ہے جس کی وجہ روایتی سلکان پر مبنی ویفرز کے مقابلے اس کی اعلیٰ جسمانی اور الیکٹرانک خصوصیات ہیں۔
SiC Epitaxial Wafer کے من گھڑت اصول
ایک SiC Epitaxial Wafer بنانے کے لیے ایک انتہائی کنٹرول شدہ کیمیائی بخارات جمع کرنے (CVD) عمل کی ضرورت ہوتی ہے۔ epitaxial تہہ عام طور پر 1500 ° C سے زیادہ درجہ حرارت پر سائلین (SiH₄)، پروپین (C₃H₈)، اور ہائیڈروجن (H₂) جیسی گیسوں کا استعمال کرتے ہوئے مونوکریسٹل لائن SiC سبسٹریٹ پر اگائی جاتی ہے۔ یہ اعلی درجہ حرارت اپیٹیکسیل نمو بہترین کرسٹل لائن سیدھ اور ایپیٹیکسیل پرت اور سبسٹریٹ کے درمیان کم سے کم نقائص کو یقینی بناتا ہے۔
اس عمل میں کئی اہم مراحل شامل ہیں:
-
سبسٹریٹ کی تیاری: بیس SiC ویفر کو صاف اور جوہری ہمواری کے لیے پالش کیا جاتا ہے۔
-
سی وی ڈی کی ترقی: ایک اعلی پاکیزگی والے ری ایکٹر میں، گیسیں سبسٹریٹ پر سنگل کرسٹل SiC تہہ جمع کرنے کے لیے رد عمل ظاہر کرتی ہیں۔
-
ڈوپنگ کنٹرول: مطلوبہ برقی خصوصیات کو حاصل کرنے کے لیے ایپیٹیکسی کے دوران N-type یا P-type ڈوپنگ متعارف کرائی جاتی ہے۔
-
معائنہ اور میٹرولوجی: آپٹیکل مائیکروسکوپی، اے ایف ایم، اور ایکس رے ڈفریکشن کا استعمال تہہ کی موٹائی، ڈوپنگ ارتکاز، اور خرابی کی کثافت کی تصدیق کے لیے کیا جاتا ہے۔
ہر SiC Epitaxial Wafer کی احتیاط سے نگرانی کی جاتی ہے تاکہ موٹائی کی یکسانیت، سطح کی چپٹی اور مزاحمتی صلاحیت میں سخت رواداری برقرار رہے۔ ان پیرامیٹرز کو ٹھیک کرنے کی صلاحیت ہائی وولٹیج MOSFETs، Schottky diodes، اور دیگر پاور ڈیوائسز کے لیے ضروری ہے۔
تفصیلات
| پیرامیٹر | تفصیلات |
| زمرہ جات | میٹریل سائنس، سنگل کرسٹل سبسٹریٹس |
| پولی ٹائپ | 4H |
| ڈوپنگ | N قسم |
| قطر | 101 ملی میٹر |
| قطر رواداری | ± 5% |
| موٹائی | 0.35 ملی میٹر |
| موٹائی رواداری | ± 5% |
| پرائمری فلیٹ کی لمبائی | 22 ملی میٹر (± 10%) |
| TTV (کل موٹائی کا تغیر) | ≤10 µm |
| وارپ | ≤25 µm |
| ایف ڈبلیو ایچ ایم | ≤30 آرک سیکنڈ |
| سطح ختم | Rq ≤0.35 nm |
SiC Epitaxial Wafer کی ایپلی کیشنز
SiC Epitaxial Wafer مصنوعات متعدد شعبوں میں ناگزیر ہیں:
-
الیکٹرک وہیکلز (ای وی): SiC Epitaxial Wafer پر مبنی آلات پاور ٹرین کی کارکردگی کو بڑھاتے ہیں اور وزن کم کرتے ہیں۔
-
قابل تجدید توانائی: سولر اور ونڈ پاور سسٹم کے لیے انورٹرز میں استعمال ہوتا ہے۔
-
صنعتی بجلی کی فراہمی: کم نقصانات کے ساتھ اعلی تعدد، اعلی درجہ حرارت سوئچنگ کو فعال کریں۔
-
ایرو اسپیس اور دفاع: سخت ماحول کے لیے مثالی جس میں مضبوط سیمی کنڈکٹرز کی ضرورت ہوتی ہے۔
-
5G بیس اسٹیشنز: SiC Epitaxial Wafer اجزاء RF ایپلی کیشنز کے لیے زیادہ طاقت کی کثافت کی حمایت کرتے ہیں۔
SiC Epitaxial Wafer سلیکون ویفرز کے مقابلے کمپیکٹ ڈیزائن، تیز سوئچنگ، اور اعلی توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی کو قابل بناتا ہے۔
SiC Epitaxial Wafer کے فوائد
SiC Epitaxial Wafer ٹیکنالوجی اہم فوائد پیش کرتی ہے:
-
ہائی بریک ڈاؤن وولٹیج: Si wafers کے مقابلے میں 10 گنا زیادہ وولٹیج کو برداشت کرتا ہے۔
-
تھرمل چالکتا: SiC Epitaxial Wafer گرمی کو تیزی سے ختم کرتا ہے، جس سے آلات ٹھنڈے اور زیادہ قابل اعتماد طریقے سے چل سکتے ہیں۔
-
تیز رفتار سوئچنگ: کم سوئچنگ نقصانات اعلی کارکردگی اور چھوٹے بنانے کے قابل بناتے ہیں۔
-
وسیع بینڈ گیپ: زیادہ وولٹیج اور درجہ حرارت پر استحکام کو یقینی بناتا ہے۔
-
مواد کی مضبوطی: SiC کیمیاوی طور پر غیر فعال اور میکانکی طور پر مضبوط، ایپلی کیشنز کا مطالبہ کرنے کے لیے مثالی ہے۔
یہ فوائد SiC Epitaxial Wafer کو سیمی کنڈکٹرز کی اگلی نسل کے لیے انتخاب کا مواد بناتے ہیں۔
اکثر پوچھے گئے سوالات: SiC ایپیٹیکسیل ویفر
Q1: SiC ویفر اور SiC ایپیٹیکسیل ویفر میں کیا فرق ہے؟
ایک SiC ویفر سے مراد بلک سبسٹریٹ ہے، جبکہ ایک SiC Epitaxial Wafer میں آلہ کی تیاری میں استعمال ہونے والی خاص طور پر اگائی گئی ڈوپڈ پرت شامل ہے۔
Q2: SiC Epitaxial Wafer تہوں کے لیے کون سی موٹائیاں دستیاب ہیں؟
ایپیٹیکسیل پرتیں عام طور پر کچھ مائکرو میٹر سے لے کر 100 μm سے زیادہ ہوتی ہیں، درخواست کی ضروریات پر منحصر ہے۔
Q3: کیا SiC Epitaxial Wafer اعلی درجہ حرارت والے ماحول کے لیے موزوں ہے؟
جی ہاں، SiC Epitaxial Wafer 600°C سے اوپر کے حالات میں کام کر سکتا ہے، جو سلکان کو نمایاں طور پر پیچھے چھوڑتا ہے۔
Q4: SiC Epitaxial Wafer میں خرابی کی کثافت کیوں اہم ہے؟
کم خرابی کی کثافت آلہ کی کارکردگی اور پیداوار کو بہتر بناتی ہے، خاص طور پر ہائی وولٹیج ایپلی کیشنز کے لیے۔
Q5: کیا N-type اور P-type SiC Epitaxial Wafers دونوں دستیاب ہیں؟
ہاں، دونوں قسمیں ایپیٹیکسیل عمل کے دوران عین مطابق ڈوپینٹ گیس کنٹرول کا استعمال کرتے ہوئے تیار کی جاتی ہیں۔
Q6: SiC Epitaxial Wafer کے لیے کون سے ویفر سائز معیاری ہیں؟
معیاری قطر میں 2-انچ، 4-انچ، 6-انچ، اور تیزی سے 8-انچ ہائی والیوم مینوفیکچرنگ کے لیے شامل ہیں۔
Q7: SiC Epitaxial Wafer لاگت اور کارکردگی کو کیسے متاثر کرتا ہے؟
جب کہ ابتدائی طور پر سلیکون سے زیادہ مہنگا ہے، SiC Epitaxial Wafer نظام کے سائز اور بجلی کے نقصان کو کم کرتا ہے، طویل مدتی لاگت کی مجموعی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔
