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12 Elektronik 08 2021 Impulse den Wafer an den Spannkopf Wafer Chuck Anm d Red anzusaugen Die dritte Herausforderung liegt in dem physikalischen Unterschied zwischen dem Kristallgitter von Siliziumkarbid und Silizium Bei Silizium implantiert man den Dotierstoff an der Oberfläche und durch Diffusion entsteht die dotierte Schicht Das funktioniert bei Siliziumkarbid aber nicht Dort findet praktisch keine Diffusion statt sondern die Dotierstoffe bleiben dort wohin sie implantiert worden sind Um den gewünschten Bahnwiderstand zu erreichen müssen die implantierten Schichten erwärmt werden Und man braucht mehrere verkettete Dotierungen um ein Dotierprofil zu erzeugen Deshalb ist das Implantationsschema so entscheidend für die Bauteileigenschaften Man muss die Atome im Grunde mit dem richtigen Winkel der richtigen Energie der richtigen Dosierung und der richtigen Temperatur an die Stelle schießen wo sie sein sollen Hier verbirgt sich also eine Menge Fachwissen wie Sie sich vorstellen können Durch das Implantieren unter solch aggressiven Bedingungen entsteht auf dem Wafer gewissermaßen eine Kraterlandschaft Um die Oberfläche später bearbeiten zu können muss sie also mit einem Hochtemperatur-Glühprozess ausgeheilt werden Dabei entsteht eine verkohlte Oberfläche auf dem Wafer Und mit Hochtemperatur meine ich wirklich hoch! Silizium und andere Materialien würden bei diesen 1800 Grad Celsius einfach schmelzen Sind das schon alle Herausforderungen? Nein Wie Sie wissen sprechen wir über Leistungsbauelemente und das bedeutet eine hohe Stromdichte durch sehr dicke Metallschichten an der Oberfläche des Halbleiters Auf der anderen Seite müssen die Wafer für Bauelemente im Bereich von 600 Volt bis 1700 Volt sehr dünn sein Denn je dünner der Chip ist desto niedriger ist der Einschaltwiderstand Dicke Metallschichten belasten SiC-Wafer jedoch stark Und nicht zuletzt gibt es Herausforderungen beim Bauteildesign Es gibt einfach kein perfektes Design sondern nur sorgfältig ausbalancierte Kompromisse zum Beispiel zwischen Sperrspannung und Einschaltwiderstand Um es zusammenzufassen SiliziumkarbidWafer in einer Silizium-Foundry zu prozessieren ist eine ziemliche Herausforderung Aber wir haben das gemeistert Und dabei spreche ich nur von den technischen Herausforderungen nicht von den kaufmännischen wie dem geringeren Durchsatz bei den meisten Maschinen oder den hohen Waferund Substratpreisen Kunden von X-Fab können SiC-MOSFETs auf dem neuesten Stand der Technik auf den Markt bringen Die kommende Gen2 von X-Fab wird weitere Leistungsverbesserungen bieten Bild X-Fab Die Verarbeitung von Siliziumkarbid-Wafern SiC stellt zahlreiche Herausforderungen welche über die von Silizium-Wafern hinausgehen Bild X-Fab