Qhia Txog Kev Tsim thiab Kev Tsim Khoom ntawm Silicon Carbide (SiC) Chips: Txij Li Qhov Yooj Yim Mus Rau Daim Ntawv Thov

Silicon Carbide (SiC) MOSFETs yog cov khoom siv hluav taws xob semiconductor ua haujlwm tau zoo uas tau dhau los ua qhov tseem ceeb hauv kev lag luam xws li tsheb fais fab thiab lub zog rov ua dua tshiab mus rau kev lag luam automation. Piv rau cov silicon (Si) MOSFETs ib txwm muaj, SiC MOSFETs muab kev ua tau zoo dua nyob rau hauv cov xwm txheej hnyav, suav nrog qhov kub siab, voltages, thiab zaus. Txawm li cas los xij, kev ua tiav qhov kev ua tau zoo tshaj plaws hauv SiC cov khoom siv mus dhau qhov tsuas yog tau txais cov khoom siv zoo thiab cov txheej epitaxial - nws xav tau kev tsim qauv zoo thiab cov txheej txheem tsim khoom siab heev. Tsab xov xwm no muab kev tshawb nrhiav tob txog cov qauv tsim thiab cov txheej txheem tsim khoom uas ua rau SiC MOSFETs ua haujlwm tau zoo.

1. Tsim Qauv Chip: Kev Teeb Tsa Kom Zoo Rau Kev Ua Haujlwm Zoo

Tus qauv tsim ntawm SiC MOSFETs pib nrog qhov layout ntawmSiC wafer, uas yog lub hauv paus rau txhua yam ntxwv ntawm lub cuab yeej. Ib qho SiC MOSFET chip feem ntau muaj ntau yam tseem ceeb ntawm nws qhov chaw, suav nrog:

• Qhov Chaw Sau Ntawv

• Rooj Vag Pad

• Kelvin Qhov Chaw Pad

LubNtug Kev Txiav Txim Siab(los yogLub nplhaib siab) yog lwm yam tseem ceeb uas nyob ib puag ncig lub nti sab nraud. Lub nplhaib no pab txhim kho qhov hluav taws xob tawg ntawm lub cuab yeej los ntawm kev txo qhov concentration ntawm lub zog hluav taws xob ntawm ntug ntawm lub nti, yog li tiv thaiv cov dej ntws tawm thiab txhim kho kev ntseeg siab ntawm lub cuab yeej. Feem ntau, Edge Termination Ring yog raws li aKev Txuas Ntxiv Mus Rau Qhov Chaw Txuas (JTE)cov qauv, uas siv cov doping tob los ua kom zoo dua qhov kev faib hluav taws xob thiab txhim kho qhov hluav taws xob tawg ntawm MOSFET.

2. Cov Cell Uas Ua Haujlwm: Lub Hauv Paus ntawm Kev Hloov Pauv Kev Ua Haujlwm

LubCov Cell Uas Muaj ZogHauv SiC MOSFET yog lub luag haujlwm rau kev xa hluav taws xob thiab kev hloov pauv tam sim no. Cov hlwb no tau teeb tsa ua ke, nrog rau tus lej ntawm cov hlwb ncaj qha cuam tshuam rau tag nrho kev tiv thaiv on-resistance (Rds (on)) thiab luv-circuit tam sim no muaj peev xwm ntawm lub cuab yeej. Txhawm rau kom ua tau zoo tshaj plaws, qhov deb ntawm cov hlwb (hu ua "cell pitch") raug txo qis, txhim kho kev ua haujlwm tag nrho.

Cov hlwb nquag tuaj yeem tsim los ua ob hom qauv tseem ceeb:planarthiabqhov avcov qauv. Cov qauv planar, thaum yooj yim dua thiab txhim khu kev qha dua, muaj kev txwv hauv kev ua tau zoo vim yog qhov sib nrug ntawm lub cell. Qhov sib piv, cov qauv trench tso cai rau kev npaj cov cell ntom ntom dua, txo Rds (on) thiab ua kom muaj kev tuav tam sim no siab dua. Thaum cov qauv trench tau txais kev nyiam vim lawv qhov kev ua tau zoo dua, cov qauv planar tseem muab qib siab ntawm kev ntseeg siab thiab txuas ntxiv mus rau qhov zoo tshaj plaws rau cov ntawv thov tshwj xeeb.

3. JTE Qauv: Txhim Kho Kev Thaiv Hluav Taws Xob

LubKev Txuas Ntxiv Mus Rau Qhov Chaw Txuas (JTE)cov qauv yog ib qho tseem ceeb tsim qauv hauv SiC MOSFETs. JTE txhim kho lub peev xwm thaiv hluav taws xob ntawm lub cuab yeej los ntawm kev tswj hwm qhov kev faib hluav taws xob ntawm ntug ntawm cov nti. Qhov no yog qhov tseem ceeb rau kev tiv thaiv kev tawg ua ntej ntawm ntug, qhov twg cov teb hluav taws xob siab feem ntau raug sib sau ua ke.

Qhov ua tau zoo ntawm JTE nyob ntawm ntau yam:

• JTE Cheeb Tsam Dav thiab Qib DopingQhov dav ntawm thaj tsam JTE thiab qhov concentration ntawm cov dopants txiav txim siab qhov kev faib tawm ntawm lub zog hluav taws xob ntawm cov npoo ntawm lub cuab yeej. Thaj tsam JTE dav dua thiab muaj cov doping ntau dua tuaj yeem txo qhov hluav taws xob thiab ua kom lub zog tawg.

• Lub kaum sab xis thiab qhov tob ntawm JTE ConeLub kaum sab xis thiab qhov tob ntawm JTE cone cuam tshuam rau qhov kev faib tawm ntawm lub zog hluav taws xob thiab thaum kawg cuam tshuam rau qhov hluav taws xob tawg. Lub kaum sab xis cone me dua thiab thaj chaw JTE tob dua pab txo qhov muaj zog ntawm lub zog hluav taws xob, yog li txhim kho lub cuab yeej lub peev xwm los tiv taus cov hluav taws xob siab dua.

• Kev Ua Kom Nto NtoCov txheej passivation ntawm qhov chaw ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev txo cov dej ntws tawm ntawm qhov chaw thiab txhim kho qhov hluav taws xob tawg. Cov txheej passivation zoo ua kom ntseeg tau tias lub cuab yeej ua haujlwm tau zoo txawm tias muaj hluav taws xob siab.

Kev tswj cua sov yog lwm qhov tseem ceeb uas yuav tsum xav txog hauv JTE tsim. SiC MOSFETs muaj peev xwm ua haujlwm ntawm qhov kub siab dua li lawv cov silicon counterparts, tab sis cua sov ntau dhau tuaj yeem ua rau lub cuab yeej ua haujlwm tsis zoo thiab kev ntseeg siab. Yog li ntawd, kev tsim cua sov, suav nrog kev tso cua sov thiab txo qis kev ntxhov siab thermal, yog qhov tseem ceeb hauv kev ua kom lub cuab yeej ruaj khov mus sij hawm ntev.

4. Kev Hloov Pauv Poob thiab Kev Tiv Thaiv Kev Coj Hluav Taws Xob: Kev Ua Tau Zoo Dua

Hauv SiC MOSFETs,kev tiv thaiv conduction(Rds(rau)) thiabkev hloov pauv poobyog ob qho tseem ceeb uas txiav txim siab txog kev ua haujlwm zoo tag nrho. Thaum Rds (on) tswj hwm qhov ua tau zoo ntawm kev siv hluav taws xob tam sim no, kev poob hloov pauv tshwm sim thaum lub sijhawm hloov pauv ntawm lub xeev qhib thiab kaw, ua rau muaj cua sov thiab poob zog.

Yuav kom optimize cov parameter no, ntau yam tsim qauv yuav tsum tau xav txog:

• Lub Suab NrovLub suab, lossis qhov sib nrug ntawm cov cell uas nquag ua haujlwm, ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev txiav txim siab Rds (on) thiab qhov ceev hloov. Kev txo qhov suab tso cai rau qhov ceev ntawm cell ntau dua thiab qhov tsis kam ntawm conduction qis dua, tab sis kev sib raug zoo ntawm qhov loj ntawm lub suab thiab qhov rooj vag kev ntseeg tau kuj yuav tsum tau sib npaug kom tsis txhob muaj cov dej ntws ntau dhau.

• Rooj Vag Oxide Thickness: Qhov tuab ntawm cov txheej oxide ntawm lub rooj vag cuam tshuam rau lub peev xwm ntawm lub rooj vag, uas ua rau muaj kev cuam tshuam rau qhov hloov ceev thiab Rds (on). Lub rooj vag oxide nyias dua ua rau qhov hloov ceev nce ntxiv tab sis kuj ua rau muaj kev pheej hmoo ntawm qhov xau ntawm lub rooj vag. Yog li ntawd, nrhiav qhov tuab ntawm lub rooj vag oxide zoo tshaj plaws yog qhov tseem ceeb rau kev sib npaug ntawm qhov ceev thiab kev ntseeg tau.

• Kev Tiv Thaiv Rooj Vag: Qhov tsis kam ntawm cov khoom siv rooj vag cuam tshuam rau ob qho tib si hloov ceev thiab tag nrho cov kev tiv thaiv conduction. Los ntawm kev koom ua kelub rooj vag tsis kamncaj qha mus rau hauv lub nti, kev tsim qauv module ua kom yooj yim dua, txo qhov nyuaj thiab cov teeb meem tsis ua haujlwm hauv cov txheej txheem ntim khoom.

5. Kev Tiv Thaiv Rooj Vag Sib Koom Ua Ke: Ua Kom Yooj Yim Tsim Qauv Module

Hauv qee qhov qauv SiC MOSFET,kev tiv thaiv rooj vag sib xyaw ua kesiv, uas ua kom yooj yim rau kev tsim qauv module thiab cov txheej txheem tsim khoom. Los ntawm kev tshem tawm qhov xav tau ntawm cov resistors rooj vag sab nraud, txoj hauv kev no txo ​​cov naj npawb ntawm cov khoom xav tau, txo cov nqi tsim khoom, thiab txhim kho kev ntseeg siab ntawm lub module.

Kev suav nrog ntawm lub rooj vag tiv thaiv ncaj qha rau ntawm lub nti muab ntau yam txiaj ntsig:

• Kev Sib Dhos Module Yooj Yim: Kev tiv thaiv rooj vag sib xyaw ua ke ua rau cov txheej txheem txuas hluav taws xob yooj yim dua thiab txo qhov kev pheej hmoo ntawm kev ua tsis tiav.

• Kev Txo NqiKev tshem tawm cov khoom sab nraud txo cov nqi khoom siv (BOM) thiab tag nrho cov nqi tsim khoom.

• Kev Yooj Yim Ntim Khoom Zoo Dua: Kev koom ua ke ntawm lub rooj vag tiv thaiv tso cai rau cov qauv tsim module me me thiab ua haujlwm tau zoo dua, ua rau kev siv qhov chaw zoo dua hauv kev ntim khoom kawg.

6. Xaus Lus: Ib Txoj Kev Tsim Qauv Nyuaj Rau Cov Khoom Siv Siab Tshaj Plaws

Kev tsim thiab tsim SiC MOSFETs muaj kev sib koom ua ke ntawm ntau yam kev tsim qauv thiab cov txheej txheem tsim khoom. Txij li kev ua kom zoo dua ntawm cov qauv chip, kev tsim cov cell nquag, thiab cov qauv JTE, mus rau kev txo qis kev tiv thaiv conduction thiab kev poob hloov pauv, txhua yam ntawm lub cuab yeej yuav tsum tau kho kom zoo kom ua tiav qhov kev ua tau zoo tshaj plaws.

Nrog kev nce qib tas mus li hauv kev tsim qauv thiab kev tsim khoom siv thev naus laus zis, SiC MOSFETs tau ua haujlwm zoo dua, txhim khu kev qha, thiab tsim nyog tus nqi. Raws li qhov kev thov rau cov khoom siv ua haujlwm siab, txuag hluav taws xob ntau zuj zus, SiC MOSFETs tau npaj siab los ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev muab lub zog rau tiam tom ntej ntawm cov kab ke hluav taws xob, los ntawm cov tsheb fais fab mus rau cov hluav taws xob rov ua dua tshiab thiab dhau mus.