Showa Denko / SiC-Epitaxiewafer Defektdichte halbiert

»HGE-2G« heißt die zweite Generation von hochwertigen 150-mm-Epitaxiewafern aus Siliziumkarbid (SiC), die Showa Denko nun vorgestellt hat. Die Defektdichte konnte im Vergleich zur Vorgängergeneration halbiert werden. Damit steigt die Ausbeute bei der Herstellung von Leistungshalbleitern.

Unter dem Markennamen »High-Grade Epi« (HGE) produziert Showa Denko seit Jahren SiC-Epitaxiewafer mit geringer Fehlerdichte für Leistungshalbleiter in Serie. Nun hat das Unternehmen eine zweite Generation namens HGE-2G mit einem Durchmesser von 150 mm (6 Zoll) entwickelt. Die weltweite Nachfrage nach epitaktischen SiC-Wafern soll bis 2025 voraussichtlich auf umgerechnet rund 1,25 Mrd. Euro (150 Milliarden Yen) steigen.

In den letzten Jahren machten es die höhere Qualität der SiC-Epitaxiewafer und die Fortschritte im Herstellungsprozess der Bauelemente möglich, rein auf Siliziumkarbid basierende Umrichter mit kleiner bis mittlerer Leistung zu etablieren. Für Anwendungen in Modulen Antriebsumrichter für Elektrofahrzeuge und Triebzüge werden dagegen große Chips mit einer Größe von etwa 10 mm² aus epitaktischen Wafern hergestellt, denn ein einziger Chip muss Ströme von bis zu 100 A verarbeiten können. Um eine Verschlechterung der Produktionsausbeute bei solch großen Chips zu vermeiden, sollte die Fehlerdichte auf der Oberfläche von epitaktischen Wafern auf weniger als 0,1 pro Quadratzentimeter begrenzt werden (Bild 1).

Bei HGE-2G konnte Showa Denko die Defektdichte durch bessere Epitaxieprozesse im Vergleich zur ersten Generation nach eigener Aussage halbieren. Dies verbessert die Ausbeute bei der Herstellung von Leistungshalbleitern. Darüber hinaus konnte es die Umwandlungsrate der Basalebenenversetzung (Basal Plane Dislocation, BPD) im Vergleich zur Vorgängergeneration mehr als verzehnfacht werden (Bild 1). Dies verbessert die Zuverlässigkeit von Leistungshalbleitern. Laut Showa Denko werden HGE-2G-Epitaxiewafer in Kürze verfügbar sein.