Skirtumas tarp manekeno, tiriamojo, gamybos lygio SiC substratų

SiC substratai yra pagrindinė medžiaga trečios kartos puslaidininkinių prietaisų gamybai. Jų kokybės klasifikacija turi tiksliai atitikti skirtingų etapų poreikius, pvz., puslaidininkinės įrangos kūrimo, proceso patikros ir masinės gamybos. Pramonė paprastai skirsto SiC substratus į tris kategorijas: manekeno, tyrimų ir gamybos lygio.  Aiškus šių trijų tipų substratų skirtumų supratimas gali padėti pasiekti optimalų medžiagos parinkimo sprendimą, atitinkantį specifinius naudojimo reikalavimus.

1. Manekeno tipo SiC substratai

Dummy klasės SiC substratams keliami žemiausi kokybės reikalavimai iš trijų kategorijų. Paprastai jie gaminami naudojant prastesnės kokybės segmentus abiejuose krištolinio strypo galuose ir apdorojami atliekant pagrindinius šlifavimo ir poliravimo procesus.

Vaflio paviršius yra grubus, o poliravimo tikslumas yra nepakankamas; jų defektų tankis yra didelis, o sriegių išnirimai ir mikrovamzdžiai sudaro didelę dalį; elektrinis vienodumas yra prastas, yra akivaizdūs visos plokštelės varžos ir laidumo skirtumai.  Todėl jie turi išskirtinį ekonomiškumo pranašumą. Dėl supaprastintos apdorojimo technologijos jų gamybos sąnaudos yra daug mažesnės nei kitų dviejų substratų, be to, jie gali būti naudojami daug kartų.

Manekeno tipo silicio karbido substratai tinka scenarijais, kai nėra griežtų reikalavimų jų kokybei, įskaitant talpos užpildymą puslaidininkinės įrangos montavimo metu, parametrų kalibravimą įrangos paruošimo etape, parametrų derinimą ankstyvosiose proceso kūrimo stadijose ir įrangos eksploatavimo mokymus operatoriams.

2. Tiriamojo laipsnio SiC substratai

Kokybiškas tyrimo lygio pozicionavimasSiC substrataiyra tarp manekeno ir gamybos lygio ir turi atitikti pagrindinius elektrinio veikimo ir švarumo reikalavimus pagal MTTP scenarijus.

Jų kristalų defektų tankis yra daug mažesnis nei manekeno, tačiau neatitinka gamybos standartų. Taikant optimizuotus cheminio mechaninio poliravimo (CMP) procesus, galima kontroliuoti paviršiaus šiurkštumą, žymiai pagerinant lygumą. Galimi laidūs arba pusiau izoliaciniai tipai, jie pasižymi elektrinio veikimo stabilumu ir vienodumu visoje plokštelėje, atitinkančius MTEP bandymų tikslumo reikalavimus.  Todėl jų kaina yra tarp netikrų ir gamybos SiC substratų.

Tiriamojo laipsnio SiC substratai naudojami laboratoriniams MTEP scenarijams, lustų projektavimo sprendimų funkcinei patikrai, nedidelės apimties proceso galimybių patikrai ir patobulintam proceso parametrų optimizavimui.

3. Gamybinio lygio SiC substratai

Gamybinio lygio substratai yra pagrindinė medžiaga masinei puslaidininkinių įtaisų gamybai. Jie yra aukščiausios kokybės kategorijos, kurių grynumas viršija 99,9999999999%, o jų defektų tankis kontroliuojamas itin žemu lygiu. 

Po didelio tikslumo cheminio mechaninio poliravimo (CMP) matmenų tikslumas ir paviršiaus lygumas pasiekė nanometrų lygį, o kristalų struktūra yra beveik tobula. Jie užtikrina puikų elektrinį vienodumą ir vienodą savitumą tiek laidžių, tiek pusiau izoliuojančių substratų tipams. Tačiau dėl griežto žaliavų parinkimo ir sudėtingos gamybos proceso kontrolės (siekiant užtikrinti didelį derlių), jų gamybos savikaina yra didžiausia iš trijų substratų tipų. 

Šio tipo SiC substratas tinkamas didelio masto galutinių puslaidininkinių įrenginių gamybai, įskaitant masinę SiC MOSFET ir Schottky barjerinių diodų (SBD) gamybą, GaN-on-SiC RF ir mikrobangų prietaisų gamybą bei pramoninę aukščiausios klasės įrenginių, tokių kaip pažangūs jutikliai ir kvantinė įranga, gamybą.