Silicon carbide (SiC), e le thepa ea semiconductor ea moloko oa boraro, e ntse e fumana tlhokomelo e kholo ka lebaka la thepa ea eona e phahameng ea 'mele le lits'ebetso tse tšepisang li-elektroniki tse matla haholo. Ho fapana le li-semiconductor tsa silicon (Si) kapa germanium (Ge) tsa setso, SiC e na le lekhalo le leholo, ho khanna mocheso o phahameng, tšimo e phahameng ea ho senyeha, le botsitso bo botle ba lik'hemik'hale. Litšobotsi tsena li etsa hore SiC e be thepa e loketseng bakeng sa lisebelisoa tsa motlakase likoloing tsa motlakase, litsamaisong tsa matla a nchafatsoang, puisano ea 5G, le lits'ebetso tse ling tse sebetsang hantle le tse tšepahalang haholo. Leha ho le joalo, ho sa tsotellehe bokhoni ba eona, indasteri ea SiC e tobane le liphephetso tse tebileng tsa tekheniki tse etsang litšitiso tse kholo ho amoheloeng ka bophara.
1. Sebaka se ka tlas'a lefatše sa SiC: Kgolo ea kristale le tlhahiso ea Wafer
Tlhahiso ea li-substrate tsa SiC ke motheo oa indasteri ea SiC 'me e emela tšitiso e phahameng ka ho fetisisa ea tekheniki. SiC e ke ke ea lengoa ho tloha mokhahlelong oa metsi joalo ka silicon ka lebaka la ntlha ea eona e phahameng ea ho qhibiliha le k'hemistri e rarahaneng ea kristale. Ho e-na le hoo, mokhoa oa mantlha ke ho tsamaisa mouoane oa 'mele (PVT), o kenyeletsang ho tlosa silicon e hloekileng haholo le phofo ea carbon mochesong o fetang 2000°C tikolohong e laoloang. Ts'ebetso ea kholo e hloka taolo e nepahetseng holim'a li-gradient tsa mocheso, khatello ea khase le matla a phallo ho hlahisa likristale tse le 'ngoe tsa boleng bo holimo.
SiC e na le mefuta e fetang 200 ea li-polytype, empa ke tse 'maloa feela tse loketseng lits'ebetso tsa semiconductor. Ho netefatsa mofuta o nepahetseng oa li-polytype ha u ntse u fokotsa liphoso tse kang li-micropipe le ho falla ha khoele ho bohlokoa, kaha liphoso tsena li ama ts'epo ea sesebelisoa haholo. Sekhahla sa kholo se liehang, hangata se ka tlase ho 2 mm ka hora, se fella ka linako tsa kholo ea kristale tse fihlang ho beke bakeng sa bolo e le 'ngoe, ha li bapisoa le matsatsi a 'maloa feela bakeng sa likristale tsa silicon.
Kamora kholo ea kristale, lits'ebetso tsa ho seha, ho sila, ho bentša le ho hloekisa li thata haholo ka lebaka la ho thatafala ha SiC, e leng ea bobeli kamora daemane. Mehato ena e tlameha ho boloka botšepehi ba bokaholimo ha e ntse e qoba mapetso a manyane, ho petsoha ha lehlakore le ka tlas'a lefatše. Ha bophara ba wafer bo ntse bo eketseha ho tloha ho lisenthimithara tse 4 ho isa ho lisenthimithara tse 6 kapa esita le tse 8, ho laola khatello ea mocheso le ho fihlela katoloso e se nang sekoli ho ba thata le ho feta.
2. SiC Epitaxy: Ho Tšoana ha Mealo le Taolo ea ho Sebelisa Metsi a Mafura
Kgolo ya epitaxial ya di-layer tsa SiC hodima di-substrate e bohlokwa hobane tshebetso ya motlakase ya sesebediswa e itshetlehile ka ho toba boleng ba di-layer tsena. Ho bewa ha mouoane wa dikhemikhale (CVD) ke mokgwa o ka sehloohong, o dumellang taolo e nepahetseng hodima mofuta wa doping (mofuta wa n kapa mofuta wa p) le botenya ba lera. Ha ditekanyetso tsa motlakase di ntse di eketseha, botenya ba lera la epitaxial bo hlokahalang bo ka nyoloha ho tloha ho di-micrometer tse mmalwa ho ya ho mashome kapa esita le di-micrometer tse makgolo. Ho boloka botenya bo tshwanang, ho hanyetsa ka ho tsitsitseng, le botenya bo tlase ba sekoli hodima di-layer tse teteaneng ho thata haholo.
Lisebelisoa le lits'ebetso tsa Epitaxy hajoale li laoloa ke bafepedi ba 'maloa ba lefats'e ka bophara, e leng se etsang hore ho be le lithibelo tse phahameng tsa ho kena bakeng sa bahlahisi ba bacha. Esita le ka li-substrate tsa boleng bo holimo, taolo e mpe ea epitaxial e ka lebisa tlhahisong e tlase, ho fokotseha ha ts'epo, le ts'ebetso e fokolang ea sesebelisoa.
3. Tlhahiso ea Sesebelisoa: Mekhoa e Nepahetseng le ho Tsamaellana ha Lintho
Tlhahiso ea sesebelisoa sa SiC e hlahisa liphephetso tse ling. Mekhoa ea setso ea ho hasana ha silicon ha e sebetse ka lebaka la ntlha e phahameng ea ho qhibiliha ha SiC; ho sebelisoa ho kenngoa ha ion ho e-na le hoo. Ho hlokahala ho kenya li-dopants ka mocheso o phahameng ho kenya tšebetsong, e leng se behang kotsing ea tšenyo ea kristale kapa ho senyeha ha bokaholimo.
Ho thehoa ha likhokahano tsa tšepe tsa boleng bo holimo ke bothata bo bong bo boholo. Khanyetso e tlase ea ho kopana (<10⁻⁵ Ω·cm²) ea bohlokoa bakeng sa ts'ebetso e ntle ea lisebelisoa tsa motlakase, leha ho le joalo litšepe tse tloaelehileng tse kang Ni kapa Al li na le botsitso bo fokolang ba mocheso. Merero ea ho kopanya tšepe e ntlafatsang botsitso empa e eketsa khanyetso ea ho kopana, e leng se etsang hore ntlafatso e be thata haholo.
Li-MOSFET tsa SiC le tsona li na le mathata a sebopeho; sebopeho sa SiC/SiO₂ hangata se na le boima bo phahameng ba maraba, se fokotsang ho tsamaea ha kanale le botsitso ba motlakase oa threshold. Lebelo la ho chencha ka potlako le mpefatsa mathata a capacitance le inductance ea parasitic, e leng se hlokang moralo o hlokolosi oa li-circuits tsa gate drive le litharollo tsa ho paka.
4. Ho Kopanya le ho Kopanya Sistimi
Lisebelisoa tsa motlakase tsa SiC li sebetsa ka motlakase le mocheso o phahameng ho feta li-silicon, e leng se hlokang maano a macha a ho paka. Li-module tse tloaelehileng tse kopantsoeng ka terata ha lia lekana ka lebaka la mefokolo ea ts'ebetso ea mocheso le motlakase. Mekhoa e tsoetseng pele ea ho paka, joalo ka likhokahano tsa waelese, ho pholisa mahlakore a mabeli, le kopanyo ea li-capacitor tse arolang, li-sensor, le li-drive circuitry, lia hlokahala ho sebelisa bokhoni ba SiC ka botlalo. Lisebelisoa tsa SiC tsa mofuta oa foro tse nang le bongata bo phahameng ba yuniti li ntse li fetoha tse tloaelehileng ka lebaka la khanyetso ea tsona e tlase ea ho tsamaisa motlakase, bokhoni bo fokotsehileng ba likokoana-hloko, le bokhoni bo ntlafetseng ba ho fetola motlakase.
5. Sebopeho sa Litšenyehelo le Litlamorao tsa Indasteri
Litšenyehelo tse phahameng tsa lisebelisoa tsa SiC li bakoa haholo-holo ke tlhahiso ea thepa ea substrate le epitaxial, tseo hammoho li etsang hoo e ka bang 70% ea litšenyehelo tsohle tsa tlhahiso. Ho sa tsotellehe litšenyehelo tse phahameng, lisebelisoa tsa SiC li fana ka melemo ea ts'ebetso ho feta silicon, haholo-holo litsamaisong tse sebetsang hantle haholo. Ha litekanyo le chai ea tlhahiso ea substrate le lisebelisoa li ntse li ntlafala, litšenyehelo li lebelletsoe ho fokotseha, e leng se etsang hore lisebelisoa tsa SiC li qothisane lehlokoa haholoanyane lits'ebetsong tsa likoloi, matla a nchafatsoang le tsa indasteri.
Qetello
Indasteri ea SiC e emela keketseho e kholo ea theknoloji thepa ea semiconductor, empa ho amoheloa ha eona ho thibetsoe ke kholo e rarahaneng ea kristale, taolo ea lera la epitaxial, tlhahiso ea lisebelisoa le liphephetso tsa ho paka. Ho hlola litšitiso tsena ho hloka taolo e nepahetseng ea mocheso, ts'ebetso e tsoetseng pele ea lisebelisoa, meaho e mecha ea lisebelisoa le litharollo tse ncha tsa ho paka. Lintlafatso tse tsoelang pele libakeng tsena li ke ke tsa fokotsa litšenyehelo feela le ho ntlafatsa chai empa hape li tla notlolla bokhoni bo felletseng ba SiC ho lisebelisoa tsa motlakase tsa moloko o latelang, likoloi tsa motlakase, litsamaiso tsa matla a nchafatsoang, le lits'ebetso tsa puisano tse phahameng.
Bokamoso ba indasteri ea SiC bo ho kopanyo ea boqapi ba thepa, tlhahiso e nepahetseng, le moralo oa lisebelisoa, e leng se susumetsang phetoho ho tloha litharollong tse thehiloeng ho silicon ho ea ho li-semiconductor tse nang le bokhoni bo phahameng le tse tšepahalang haholo.
Nako ea poso: Tshitwe-10-2025