Erinevus näiv-, uurimis- ja tootmiskvaliteediga SiC substraatide vahel

SiC-substraadid on kolmanda põlvkonna pooljuhtseadmete tootmise põhimaterjal. Nende kvaliteediklassi klassifikatsioon peab täpselt vastama erinevate etappide vajadustele, nagu pooljuhtseadmete arendamine, protsesside kontrollimine ja masstootmine. Tööstus liigitab ränidioksiidi substraadid üldiselt kolme kategooriasse: näiv, uurimistöö ja tootmisklass.  Nende kolme tüüpi substraadi erinevuste selge mõistmine võib aidata saavutada optimaalse materjalivaliku lahenduse konkreetsete rakendusnõuete jaoks.

1. Dummy-klassi SiC substraadid

Näivkvaliteediga SiC substraatidel on kolme kategooria hulgas madalaimad kvaliteedinõuded. Nende valmistamisel kasutatakse tavaliselt kristallvarda mõlemas otsas olevaid madalama kvaliteediga segmente ning neid töödeldakse põhiliste lihvimis- ja poleerimisprotsessidega.

Vahvli pind on kare ja poleerimise täpsus on ebapiisav; nende defektide tihedus on suur ning olulise osa moodustavad keermesnihked ja mikrotorud; elektriline ühtlus on halb ning kogu vahvli takistuses ja juhtivuses on ilmsed erinevused.  Seetõttu on neil silmapaistev kuluefektiivsuse eelis. Lihtsustatud töötlemistehnoloogia muudab nende tootmiskulud palju madalamaks kui kahel teisel substraadil ja neid saab korduvalt kasutada.

Dummy-kvaliteediga ränikarbiidist aluspinnad sobivad stsenaariumide jaoks, kus nende kvaliteedile puuduvad ranged nõuded, sealhulgas võimsuse täitmine pooljuhtseadmete paigaldamise ajal, parameetrite kalibreerimine seadmete tööeelses etapis, parameetrite silumine protsessi arendamise algfaasis ja seadmete käitamise koolitus operaatoritele.

2. Uurimiskvaliteediga SiC substraadid

Uurimistaseme kvaliteetne positsioneerimineSiC substraadidon näivklassi ja tootmisklassi vahel ning peab vastama teadus- ja arendustegevuse stsenaariumide põhilistele elektrilise jõudluse ja puhtuse nõuetele.

Dummy-kvaliteediga ränikarbiidist aluspinnad sobivad stsenaariumide jaoks, kus nende kvaliteedile puuduvad ranged nõuded, sealhulgas võimsuse täitmine pooljuhtseadmete paigaldamise ajal, parameetrite kalibreerimine seadmete tööeelses etapis, parameetrite silumine protsessi arendamise algfaasis ja seadmete käitamise koolitus operaatoritele.

Uurimiskvaliteediga SiC substraate kasutatakse laboratoorsetes uurimis- ja arendustegevuse stsenaariumides, kiibi disainilahenduste funktsionaalses kontrollis, väikesemahulises protsessi teostatavuse kontrollimises ja protsessiparameetrite täiustatud optimeerimises.

3. Tootmiskvaliteediga SiC substraadid

Tootmiskvaliteediga substraadid on pooljuhtseadmete masstootmise põhimaterjal. Need on kõrgeima kvaliteedikategooria, puhtusega üle 99,9999999999% ja nende defektide tihedust kontrollitakse äärmiselt madalal tasemel. 

Pärast ülitäpse keemilise mehaanilise poleerimise (CMP) töötlemist on mõõtmete täpsus ja pinna tasasus jõudnud nanomeetri tasemele ning kristallstruktuur on peaaegu täiuslik. Need pakuvad suurepärast elektrilist ühtlust ja ühtlast takistust nii juhtivatel kui ka poolisoleerivatel substraaditüüpidel. Kuid tänu rangele toorainevalikule ja keerukale tootmisprotsessi juhtimisele (suure saagise tagamiseks) on nende tootmiskulu kolmest substraaditüübist kõrgeim. 

Seda tüüpi SiC substraat sobib lõppsaadetiste pooljuhtseadmete suuremahuliseks tootmiseks, sealhulgas SiC MOSFETide ja Schottky barjääridioodide (SBD) masstootmiseks, GaN-on-SiC RF- ja mikrolaineseadmete tootmiseks ning tipptasemel seadmete, nagu täiustatud andurid ja kvantseadmed, tööstuslikuks tootmiseks.