Millised on väljakutsed SiC substraatide valmistamisel?

Kuna pooljuhttehnoloogia kordub ja uuendatakse kõrgemate sageduste, kõrgemate temperatuuride, suurema võimsuse ja väiksemate kadude suunas, paistab ränikarbiid silma kui juhtiv kolmanda põlvkonna pooljuhtmaterjal, asendades järk-järgult tavapäraseid ränisubstraate. Ränikarbiidist substraadid pakuvad selgeid eeliseid, nagu laiem ribalaius, kõrgem soojusjuhtivus, kõrgem kriitiline elektrivälja tugevus ja suurem elektronide liikuvus, muutudes ideaalseks valikuks suure jõudlusega, suure võimsusega ja kõrgsageduslike seadmete jaoks tipptasemel valdkondades, nagu NEV-id, 5G side, fotogalvaanilised inverterid ja kosmosetööstus.

Väljakutsed kvaliteetsete ränikarbiidist substraatide valmistamisel

Kvaliteetsete ränikarbiidsubstraatide tootmine ja töötlemine on seotud äärmiselt kõrgete tehniliste tõketega. Kogu protsessi vältel, alates tooraine ettevalmistamisest kuni valmistoote valmistamiseni, on palju väljakutseid, millest on saanud otsustav tegur, mis piirab selle laiaulatuslikku rakendamist ja tööstuslikku uuendamist.

1. Tooraine sünteesi väljakutsed

Ränikarbiidi monokristallide kasvatamise peamised toorained on süsinikupulber ja ränipulber. Need on sünteesi ajal vastuvõtlikud keskkonna saastumisele ja nende lisandite eemaldamine on keeruline. Need lisandid mõjutavad negatiivselt allavoolu SiC kristallide kvaliteeti. Lisaks võib ränipulbri ja süsiniku pulbri mittetäielik reaktsioon kergesti põhjustada Si / C suhte tasakaalustamatust, mis kahjustab kristallstruktuuri stabiilsust. Sünteesitud SiC pulbri kristallivormi ja osakeste suuruse täpne reguleerimine nõuab ranget sünteesijärgset töötlemist, suurendades seega lähteaine valmistamise tehnilist barjääri.

2. Kristallide kasvu väljakutsed

Ränikarbiidi kristallide kasvamiseks on vaja temperatuure üle 2300 ℃, mis seab ranged nõuded pooljuhtseadmete vastupidavusele kõrgel temperatuuril ja termilise juhtimise täpsusele. Erinevalt monokristallilisest ränist on ränikarbiidil äärmiselt aeglane kasvutempo. Näiteks PVT-meetodit kasutades saab seitsme päevaga kasvatada vaid 2–6 sentimeetrit ränikarbiidi kristalle. Selle tulemuseks on ränikarbiidsubstraatide madal tootmistõhusus, mis piirab tõsiselt üldist tootmisvõimsust.  Lisaks on ränikarbiidil üle 200 kristallstruktuuri tüübi, milles on kasutatavad vaid mõned struktuuritüübid, nagu 4H-SiC. Seetõttu on polümorfsete lisandite vältimiseks ja toote kvaliteedi tagamiseks parameetrite range kontroll hädavajalik.

3. Kristallide töötlemise väljakutsed

Kuna ränikarbiidi kõvadus on teemandi järel teine, suurendab see oluliselt lõikamise raskust. Viilutamise käigus tekib märkimisväärne lõikekadu, mille kadu ulatub umbes 40%-ni, mille tulemuseks on äärmiselt madal materjalikasutuse efektiivsus. Madala purunemiskindluse tõttu on ränikarbiid hõrenemistöötlemise ajal altid pragunemisele ja servade lõhenemisele. Veelgi enam, järgnevad pooljuhtide tootmisprotsessid seavad ränikarbiidsubstraatide töötlemise täpsusele ja pinnakvaliteedile äärmiselt ranged nõuded, eriti mis puudutab pinna karedust, tasasust ja kõverust. See kujutab endast märkimisväärseid väljakutseid ränikarbiidist substraatide vedeldamisel, lihvimisel ja poleerimisel.

Semicorexi pakkumisedränikarbiidist substraadiderinevates suurustes ja klassides. Kõigi küsimuste või lisateabe saamiseks võtke meiega julgelt ühendust.

Tel: +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com