Які проблеми виникають у виготовленні підкладок SiC?

У міру того, як напівпровідникова технологія повторюється та модернізується до вищих частот, вищих температур, вищої потужності та менших втрат, карбід кремнію виділяється як основний напівпровідниковий матеріал третього покоління, поступово замінюючи звичайні кремнієві підкладки. Підкладки з карбіду кремнію пропонують суттєві переваги, такі як ширша заборонена зона, вища теплопровідність, чудова напруженість критичного електричного поля та вища мобільність електронів, стаючи ідеальним варіантом для високопродуктивних, потужних та високочастотних пристроїв у передових галузях, таких як NEV, зв’язок 5G, фотоелектричні інвертори та аерокосмічна промисловість.

Проблеми виготовлення високоякісних підкладок з карбіду кремнію

Виробництво та обробка високоякісних підкладок з карбіду кремнію передбачає надзвичайно високі технічні бар’єри. Численні проблеми зберігаються протягом усього процесу, від підготовки сировини до виготовлення готового продукту, що стало вирішальним фактором, що обмежує його широкомасштабне застосування та промислову модернізацію.

1. Проблеми синтезу сировини

Основною сировиною для вирощування монокристалів карбіду кремнію є вугільний порошок і порошок кремнію. Вони чутливі до забруднення домішками навколишнього середовища під час їх синтезу, і видалення цих домішок є складним. Ці домішки негативно впливають на якість кристалів SiC. Крім того, неповна реакція між кремнієвим порошком і вуглецевим порошком може легко спричинити дисбаланс у співвідношенні Si/C, що погіршує стабільність кристалічної структури. Точне регулювання кристалічної форми та розміру частинок у синтезованому порошку SiC вимагає суворої обробки після синтезу, таким чином підвищуючи технічний бар’єр підготовки вихідної сировини.

2. Виклики росту кристалів

Вирощування кристала карбіду кремнію вимагає температур, що перевищують 2300 ℃, що висуває суворі вимоги до високотемпературної стійкості та точності термоконтролю напівпровідникового обладнання. На відміну від монокристалічного кремнію, карбід кремнію демонструє надзвичайно повільні темпи зростання. Наприклад, за допомогою методу PVT за сім днів можна виростити кристал карбіду кремнію розміром від 2 до 6 сантиметрів. Це призводить до низької ефективності виробництва підкладок з карбіду кремнію, що значно обмежує загальну виробничу потужність.  Крім того, карбід кремнію має понад 200 типів кристалічної структури, у яких можна використовувати лише кілька типів структур, наприклад 4H-SiC. Тому суворий контроль параметрів необхідний, щоб уникнути поліморфних включень і забезпечити якість продукції.

3. Проблеми обробки кристалів

Так як твердість карбіду кремнію поступається тільки алмазу, що значно підвищує складність різання. Під час процесу нарізки виникають значні втрати при різанні, причому рівень втрат досягає близько 40%, що призводить до надзвичайно низької ефективності використання матеріалу. Завдяки низькій в’язкості до руйнування карбід кремнію схильний до розтріскування та відколів кромок під час тоншої обробки. Крім того, наступні процеси виробництва напівпровідників висувають надзвичайно суворі вимоги до точності обробки та якості поверхні підкладок з карбіду кремнію, особливо щодо шорсткості поверхні, площинності та викривлення. Це створює значні труднощі для тоншення, шліфування та полірування підкладок з карбіду кремнію.

Пропозиції Semicorexпідкладки з карбіду кремніюв різних розмірах і класах. Будь ласка, не соромтеся звертатися до нас із будь-якими запитаннями або для отримання додаткової інформації.

Тел.: +86-13567891907

Електронна адреса: sales@semicorex.com