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Fabricación de circuitos SiC (carburo de silicio)

El carburo de silicio es un material semiconductor de banda ancha con propiedades especiales que permite el funcionamiento a altas temperaturas y es particularmente adecuado para semiconductores de potencia. El conmutado rápido y eficiente de altas tensiones y corrientes, las elevadas tensiones de ruptura, la estabilidad frente a efectos de radiación y la buena conductividad térmica son las propiedades positivas del carburo de silicio. Las desventajas son el alto coste y las elevadas temperaturas necesarias para el procesado.

Particularmente críticas son las procesos térmicos para la activación eléctrica de los dopantes implantados Al, B (dopado p), N o P (dopado n). Los hornos para el procesado de carburo de silicio deben poder alcanzar hasta 2000 °C, mientras que para la fabricación de circuitos de silicio o GaAs normalmente son suficientes temperaturas hasta 1200 °C. También existen hornos verticales que pueden alcanzar esas temperaturas mediante calentadores de MoSi₂ o calentadores de grafito.

Procesos térmicos en la tecnología SiC

Para la fabricación de electrónica SiC se requieren, de forma similar a la producción de circuitos de silicio, diversos pasos de proceso térmico. La siguiente tabla ofrece una visión general de los pasos de proceso individuales, el tipo de horno utilizado y las temperaturas aplicadas.

Proceso	Descripción	Tipo de horno	Temperatura
Activación	Activación de dopantes tras implantación iónica	Horno de alta temperatura	2000 °C
Oxinitridación	Deposición de oxinitruro	Horno LPCVD de alta temperatura	1400 °C
Deposición TEOS	Deposición LPCVD de óxido a partir de TEOS (tetraetoxisilano)	Horno LPCVD de alta temperatura	1350 °C
Oxidación térmica	Oxidación térmica con oxígeno seco o húmedo	Horno vertical	1200 °C
Recocido PDA	PDA (post-deposition anneal) de capas metálicas depositadas	Sistema RTP	1100 °C
Recocido de contactos	Recocido breve de contactos	Sistema RTP	1000 °C

Elementos calefactores

JTEKT (anteriormente Koyo Thermo Systems) desarrolla y fabrica elementos calefactores propios y patentados con propiedades especiales. Ordenados por temperatura creciente, JTEKT puede ofrecer los siguientes elementos calefactores:

Elemento calefactor LGO
(light gauge overbend)

120 °C – 1150 °C

Elemento calefactor HGC
(high gauge coil)

400 °C – 1250 °C

Elemento calefactor MoSi2
(disiliciuro de molibdeno)

hasta 1400 °C

Elemento calefactor de carbono

hasta 2000 °C

Imágenes de equipos

Se pueden ofrecer tanto equipos pequeños, cargados manualmente para investigación y desarrollo, como máquinas totalmente automáticas para producción en masa que funcionan cassette a cassette. A continuación mostramos algunas imágenes de equipos de producción.