Melyek a kihívások a SiC szubsztrátumok gyártása során?

Ahogy a félvezető technológia a magasabb frekvenciák, magasabb hőmérsékletek, nagyobb teljesítmény és kisebb veszteségek felé halad, és folyamatosan fejlődik, a szilícium-karbid kiemelkedik a harmadik generációs félvezetők első számú anyagaként, fokozatosan felváltva a hagyományos szilícium szubsztrátumokat. A szilícium-karbid szubsztrátumok olyan határozott előnyöket kínálnak, mint a szélesebb sávszélesség, nagyobb hővezető képesség, kiemelkedő kritikus elektromos térerősség és nagyobb elektronmobilitás, így ideális választási lehetőséggé válnak a nagy teljesítményű, nagy teljesítményű és nagyfrekvenciás eszközök számára olyan élvonalbeli területeken, mint a NEV-k, az 5G kommunikáció, a fotovoltaikus inverterek és a repülés.

Kihívások a kiváló minőségű szilícium-karbid hordozók előállításával kapcsolatban

A kiváló minőségű szilícium-karbid hordozók gyártása és feldolgozása rendkívül magas műszaki akadályokkal jár. Számos kihívás továbbra is fennáll a teljes folyamat során, a nyersanyag-előkészítéstől a késztermék-előállításig, ami döntő tényezővé vált a nagyszabású alkalmazás és az ipari korszerűsítés korlátozásában.

1. A nyersanyagszintézis kihívásai

A szilícium-karbid egykristály növekedésének alapvető nyersanyaga a szénpor és a szilíciumpor. Szintézisük során érzékenyek a környezeti szennyeződések általi szennyeződésre, és ezeket a szennyeződéseket nehéz eltávolítani. Ezek a szennyeződések negatívan befolyásolják a SiC kristály minőségét. Emellett a szilíciumpor és a szénpor közötti tökéletlen reakció könnyen egyensúlyhiányt okozhat a Si/C arányban, ami veszélyezteti a kristályszerkezet stabilitását. A szintetizált SiC por kristályformájának és részecskeméretének precíz szabályozása szigorú szintézis utáni feldolgozást igényel, ami megnöveli a nyersanyag-előállítás technikai akadályait.

2. Kristálynövekedési kihívások

A szilícium-karbid kristály növekedéséhez 2300 ℃-ot meghaladó hőmérsékletre van szükség, ami szigorú követelményeket támaszt a félvezető berendezések magas hőmérsékleti ellenállásával és hőszabályozási pontosságával szemben. A monokristályos szilíciumtól eltérően a szilícium-karbid rendkívül lassú növekedési ütemet mutat. Például a PVT módszerrel hét nap alatt csak 2-6 centiméternyi szilícium-karbid kristály nevelhető. Ez a szilícium-karbid hordozók alacsony gyártási hatékonyságát eredményezi, ami súlyosan korlátozza a teljes gyártási kapacitást.  Ezenkívül a szilícium-karbid több mint 200 kristályszerkezet-típussal rendelkezik, amelyekben csak néhány szerkezettípus, például a 4H-SiC használható. Ezért a paraméterek szigorú ellenőrzése elengedhetetlen a polimorf zárványok elkerülése és a termékminőség biztosítása érdekében.

3. Kristályfeldolgozási kihívások

Mivel a szilícium-karbid keménysége a gyémánt után a második, ami jelentősen megnöveli a vágás nehézségét. A szeletelés során jelentős forgácsolási veszteség lép fel, a veszteség eléri a 40% körüli értéket, ami rendkívül alacsony anyagfelhasználási hatékonyságot eredményez. Alacsony törési szilárdsága miatt a szilícium-karbid hajlamos a repedésre és a peremrepedésre a vékonyítási feldolgozás során. Ezenkívül a későbbi félvezető-gyártási eljárások rendkívül szigorú követelményeket támasztanak a szilícium-karbid hordozók megmunkálási pontosságával és felületi minőségével szemben, különösen a felületi érdesség, síkság és vetemedés tekintetében. Ez jelentős kihívásokat jelent a szilícium-karbid hordozók vékonyítása, csiszolása és polírozása során.

Semicorex ajánlatokszilícium-karbid hordozókkülönböző méretekben és minőségben. Bármilyen kérdéssel vagy további részletekért forduljon hozzánk bizalommal.

Tel: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com