Різниця між фіктивними, дослідницькими та виробничими підкладками SiC

Підкладки з SiC є основним матеріалом для виробництва напівпровідникових пристроїв третього покоління. Їх класифікація рівня якості повинна точно відповідати потребам різних етапів, таких як розробка напівпровідникового обладнання, перевірка процесу та масове виробництво. Промисловість зазвичай класифікує підкладки SiC на три категорії: фіктивні, дослідницькі та виробничі.  Чітке розуміння відмінностей між цими трьома типами підкладок може допомогти досягти оптимального рішення щодо вибору матеріалу для конкретних вимог застосування.

1. Фіктивні підкладки SiC

Підкладки SiC класу Dummy мають найнижчі вимоги до якості серед трьох категорій. Зазвичай вони виготовляються з використанням сегментів нижчої якості на обох кінцях кристалічного стрижня та обробляються за допомогою основних процесів шліфування та полірування.

Їх щільність кристалічних дефектів значно нижча, ніж у фіктивного сорту, але  не відповідає стандартам виробничого класу. Завдяки оптимізованому процесу хіміко-механічного полірування (CMP) шорсткість поверхні можна контролювати, що значно покращує гладкість. Доступні в провідних або напівізоляційних типах, вони виявляють стабільність електричних характеристик і однорідність по всій пластині, відповідаючи вимогам точності випробувань R&D.  Таким чином, їхня вартість знаходиться між вартістю підкладок SiC фіктивного та виробничого класу.

Підкладки SiC класу Dummy мають найнижчі вимоги до якості серед трьох категорій. Зазвичай вони виготовляються з використанням сегментів нижчої якості на обох кінцях кристалічного стрижня та обробляються за допомогою основних процесів шліфування та полірування.

2. Дослідницькі підкладки SiC

Якість позиціонування дослідницького класуSiC підкладкизнаходиться між фіктивним і виробничим класом і має відповідати основним вимогам до електричних характеристик і чистоти в сценаріях досліджень і розробок.

Їх щільність кристалічних дефектів значно нижча, ніж у фіктивного сорту, але  не відповідає стандартам виробничого класу. За допомогою оптимізованих процесів хіміко-механічного полірування (CMP) шорсткість поверхні можна контролювати, що значно покращує гладкість. Доступні в провідних або напівізоляційних типах, вони виявляють стабільність електричних характеристик і однорідність по всій пластині, відповідаючи вимогам точності випробувань R&D.  Таким чином, їхня вартість знаходиться між вартістю підкладок SiC фіктивного та виробничого класу.

Підкладки SiC дослідницького класу використовуються в сценаріях лабораторних досліджень і розробок, функціональної перевірки рішень дизайну мікросхем, перевірки здійсненності маломасштабного процесу та вдосконаленої оптимізації параметрів процесу.

3. Серійні підкладки SiC

Підкладки виробничого класу є основним матеріалом для масового виробництва напівпровідникових приладів. Вони мають найвищу категорію якості з чистотою понад 99,9999999999%, а їх щільність дефектів контролюється на надзвичайно низькому рівні. 

Після високоточної обробки хімічним механічним поліруванням (CMP) точність розмірів і площинність поверхні досягли нанометрового рівня, а кристалічна структура близька до ідеальної. Вони забезпечують чудову електричну однорідність із рівномірним питомим опором як на провідній, так і на напівізоляційній підкладці. Однак завдяки суворому відбору сировини та складному контролю виробничого процесу (для забезпечення високого врожаю) вартість їх виробництва є найвищою з трьох типів субстратів. 

Цей тип підкладки SiC підходить для великомасштабного виробництва кінцевих напівпровідникових пристроїв, включаючи масове виробництво SiC MOSFET і діодів з бар’єром Шотткі (SBD), виготовлення радіочастотних і мікрохвильових пристроїв GaN-on-SiC, а також промислове виробництво високоякісних пристроїв, таких як вдосконалені датчики та квантове обладнання.