Kokie yra SiC substratų gamybos iššūkiai?

Puslaidininkių technologijoms kartojantis ir tobulinant, siekiant aukštesnių dažnių, aukštesnės temperatūros, didesnės galios ir mažesnių nuostolių, silicio karbidas išsiskiria kaip geriausia trečios kartos puslaidininkinė medžiaga, palaipsniui pakeičianti įprastus silicio substratus. Silicio karbido substratai turi ryškių pranašumų, tokių kaip platesnis pralaidumas, didesnis šilumos laidumas, didesnis kritinis elektrinio lauko stiprumas ir didesnis elektronų mobilumas, todėl jie tampa idealiu pasirinkimu didelio našumo, didelės galios ir aukšto dažnio įrenginiams pažangiausiuose laukuose, tokiuose kaip NEV, 5G ryšiai, fotovoltiniai inverteriai ir kosmosas.

Iššūkiai gaminant aukštos kokybės silicio karbido pagrindą

Aukštos kokybės silicio karbido substratų gamyba ir apdorojimas yra susijęs su itin aukštomis techninėmis kliūtimis. Viso proceso metu – nuo ​​žaliavų paruošimo iki gatavo produkto gamybos – išlieka daugybė iššūkių, o tai tapo esminiu veiksniu, ribojančiu plataus masto taikymą ir pramonės atnaujinimą.

1. Žaliavų sintezės iššūkiai

Pagrindinės silicio karbido monokristalų auginimo žaliavos yra anglies milteliai ir silicio milteliai. Sintezės metu jie gali būti užteršti aplinkos priemaišomis, todėl šias priemaišas sunku pašalinti. Šios priemaišos neigiamai veikia SiC kristalų kokybę. Be to, neužbaigta reakcija tarp silicio miltelių ir anglies miltelių gali lengvai sukelti Si/C santykio disbalansą ir pakenkti kristalų struktūros stabilumui. Tikslus kristalų formos ir dalelių dydžio reguliavimas susintetintuose SiC milteliuose reikalauja griežto apdorojimo po sintezės, todėl padidėja techninis žaliavos paruošimo barjeras.

2. Kristalų augimo iššūkiai

Silicio karbido kristalų augimui reikalinga aukštesnė nei 2300 ℃ temperatūra, o tai kelia griežtus reikalavimus puslaidininkinės įrangos atsparumui aukštai temperatūrai ir šiluminės kontrolės tikslumui. Skirtingai nuo monokristalinio silicio, silicio karbidas pasižymi itin lėtu augimo greičiu. Pavyzdžiui, naudojant PVT metodą, per septynias dienas galima išauginti tik 2–6 centimetrus silicio karbido kristalo. Dėl to silicio karbido substratų gamybos efektyvumas mažėja, o tai labai apriboja bendrus gamybos pajėgumus.  Be to, silicio karbidas turi daugiau nei 200 kristalų struktūros tipų, kuriuose galima naudoti tik keletą struktūrų tipų, pvz., 4H-SiC. Todėl norint išvengti polimorfinių inkliuzų ir užtikrinti gaminio kokybę, būtina griežta parametrų kontrolė.

3. Kristalų apdorojimo iššūkiai

Kadangi silicio karbido kietumas yra antras po deimantų, o tai labai apsunkina pjovimą. Pjaustymo proceso metu patiriami dideli pjovimo nuostoliai, kurių nuostolių lygis siekia apie 40%, todėl medžiagos panaudojimo efektyvumas yra itin žemas. Dėl mažo atsparumo lūžiams silicio karbidas yra linkęs įtrūkti ir įtrūkti briaunų retinimo metu. Be to, vėlesni puslaidininkių gamybos procesai kelia itin griežtus reikalavimus silicio karbido substratų apdirbimo tikslumui ir paviršiaus kokybei, ypač dėl paviršiaus šiurkštumo, lygumo ir deformacijos. Tai kelia didelių sunkumų ploninant, šlifuojant ir poliruojant silicio karbido substratus.

Semicorex pasiūlymaisilicio karbido substrataiįvairių dydžių ir klasių. Nedvejodami susisiekite su mumis, jei turite klausimų ar norite gauti daugiau informacijos.

Tel: +86-13567891907

paštas: sales@semicorex.com