A különbség a próba-, kutatási, gyártási minőségű SiC hordozók között

A SiC szubsztrátumok a harmadik generációs félvezető eszközök gyártásának maganyagai. Minőségi osztályozásuknak pontosan meg kell felelniük a különböző szakaszok igényeinek, mint például a félvezető berendezések fejlesztése, a folyamatellenőrzés és a tömeggyártás. Az ipar általában három kategóriába sorolja a szilícium-karbid szubsztrátokat: ál-, kutatási és gyártási minőségű.  A három aljzattípus közötti különbségek világos megértése segíthet az optimális anyagválasztási megoldás megtalálásában az adott alkalmazási követelményekhez.

1. Dummy minőségű SiC hordozók

A három kategória közül a vak minőségű SiC szubsztrátumok a legalacsonyabb minőségi követelményekkel rendelkeznek. Általában a kristályrúd mindkét végén gyengébb minőségű szegmensek felhasználásával készülnek, és alapvető csiszolási és polírozási eljárásokkal dolgozzák fel.

Az ostya felülete érdes, és a polírozási pontosság nem megfelelő; nagy a hibasűrűségük, jelentős arányt képviselnek a menetelmozdulások és a mikrocsövek; az elektromos egyenletesség gyenge, és nyilvánvaló különbségek vannak az egész lapka ellenállásában és vezetőképességében.  Ezért kiemelkedő költséghatékonysági előnnyel rendelkeznek. Az egyszerűsített feldolgozási technológiának köszönhetően a gyártási költségük jóval alacsonyabb, mint a másik két hordozóé, és sokszor újrafelhasználhatóak.

Az ál-minőségű szilícium-karbid szubsztrátumok alkalmasak olyan forgatókönyvekre, ahol nincsenek szigorú minőségi követelmények, ideértve a kapacitás feltöltését a félvezető berendezések telepítése során, a paraméterek kalibrálását a berendezés üzemelés előtti szakaszában, a paraméterek hibakeresését a folyamatfejlesztés korai szakaszában, valamint a berendezés üzemeltetési oktatását a kezelők számára.

2. Kutatási minőségű SiC szubsztrátok

A kutatási fokozat minőségi pozicionálásaSiC hordozóka próba minőségű és a gyártási fokozat között van, és meg kell felelnie a K+F forgatókönyvekben szereplő alapvető elektromos teljesítmény- és tisztasági követelményeknek.

Kristályhiba-sűrűségük lényegesen alacsonyabb, mint a próba minőségű, de nem felel meg a gyártási minőségű szabványoknak. Az optimalizált kémiai mechanikai polírozási (CMP) eljárások révén a felületi érdesség szabályozható, jelentősen javítva a simaságot. Vezetőképes vagy félszigetelő típusban kaphatók, elektromos teljesítménystabilitást és egyenletességet mutatnak az ostyán keresztül, megfelelve a K+F vizsgálatok pontossági követelményeinek.  Költségük ezért a hamis minőségű és a gyártási minőségű SiC szubsztrátumoké között van.

A kutatási minőségű SiC szubsztrátokat laboratóriumi K+F forgatókönyvekben, chiptervezési megoldások funkcionális ellenőrzésében, kisléptékű folyamatok megvalósíthatósági ellenőrzésében és a folyamatparaméterek finomított optimalizálásában használják.

3. Gyártási minőségű SiC hordozók

A gyártási minőségű hordozók a félvezető eszközök tömeggyártásának alapanyaga. A legmagasabb minőségi kategóriát képviselik, tisztaságuk 99,9999999999% feletti, hibasűrűségük pedig rendkívül alacsony szinten van szabályozva. 

A nagy pontosságú kémiai mechanikai polírozás (CMP) kezelés után a méretpontosság és a felületi síkság elérte a nanométer szintet, és a kristályszerkezet közel áll a tökéleteshez. Kiváló elektromos egyenletességet biztosítanak, egyenletes ellenállással mind a vezetőképes, mind a félszigetelő hordozótípusokon. A szigorú alapanyag-kiválasztás és a bonyolult gyártási folyamatszabályozás (a magas hozam biztosítása érdekében) miatt azonban ezek előállítási költsége a legmagasabb a három hordozótípus közül. 

Ez a fajta SiC szubsztrát alkalmas végső kiszállításra szánt félvezető eszközök nagyüzemi gyártására, beleértve a SiC MOSFET-ek és Schottky barrier diódák (SBD) tömeggyártását, GaN-on-SiC RF és mikrohullámú eszközök gyártását, valamint csúcskategóriás eszközök, például fejlett érzékelők és kvantumberendezések ipari gyártását.