Utveckling av Högrent Kiselkarbid för Högspända Kraftelektronik Komponenter

Syfte och mål

Målsättningen med förstudien har varit att undersöka om kiselkarbidsubstrat (SiC-substrat), tillverkade med Norstel ABs HTCVD-process, kan användas direkt för komponenttillverkning. För detta krävs att de kolvakanser och kolvakanskluster som skapas vid den höga tillväxttemperaturen (>2000 C) kan neutraliseras. Detta görs via jonimplantering med kol vilket skapar interstitialer som vid värmebehandling diffunderar och neutraliserar kolvakanserna.

Resultat och förväntade effekter

Jonimplantering och värmebehandling har kunnat reducera vakanserna i de tjocka epitaxiella SiC-skikt som utgjorde referansmaterial och där det enbart finns kolvakanser pga av den lägre tillväxttemperaturen (~1650 C). Detta har visats genom en ökning av laddningsbärarlivstiden vilken begränsas av kolvakanser. I HTCVD-substraten har dock inte samma effekt observerats, troligtvis pga närvaron av kolvakanskluster. Således kan målsättningen att genomföra undersökningen betraktas som uppfylld. Projektresultatet motsvarade dock inte förväntningarna och utgör inte i nuläget grund för att gå vidare med en ansökan om verifieringsprojekt.

Upplägg och genomförande

Upplägget för förstudien att använda nu tillgängliga substrat var rimligt med tanke på projektets begränsade omfattning och tid. Jonimplanteringen och värmebehandlingen var en lyckad process vilket visades av resultaten i de tjocka epitaxiella skikten. Ett fortsatt arbete måste inkludera även utveckling av HTCVD-tillväxtprocessen för skapa ännu renare substrat.