12 düymlük silisium karbid substratlarının tətbiqi perspektivləri

12 düymlük materialın xüsusiyyətləri və texniki tələbləri nədirSilikon karbid substratları?

A. Silikon karbidin əsas fiziki və kimyəvi xüsusiyyətləri

Silikon Karbidin ən görkəmli xüsusiyyətlərindən biri onun geniş bant genişliyidir, 4H-SiC üçün təxminən 3,26 eV və ya 6H-SiC üçün 3,02 eV, silisiumun 1,1 eV-dən əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir. Bu geniş diapazon SiC-yə son dərəcə yüksək elektrik sahəsinin gücü altında işləməyə və termal parçalanma və ya parçalanma olmadan əhəmiyyətli istiliyə tab gətirməyə imkan verir, bu da onu yüksək gərginlikli, yüksək temperatur mühitlərində elektron cihazlar üçün üstünlük təşkil edən material halına gətirir.

Yüksək Dağılma Elektrik Sahəsi: SiC-nin yüksək dağılma elektrik sahəsi (silisiumdan təxminən 10 dəfə çoxdur) ona yüksək gərginlik altında sabit işləməyə imkan verir, enerji elektron sistemlərində, xüsusən də elektrikli nəqliyyat vasitələrində, enerji çeviricilərində və sənayedə yüksək enerji sıxlığına və səmərəliliyə nail olur. enerji təchizatı.

Yüksək Temperatur Müqaviməti: SiC-nin yüksək istilik keçiriciliyi və yüksək temperaturlara (600°C və ya daha yüksək) tab gətirmə qabiliyyəti onu ekstremal mühitlərdə, xüsusən də avtomobil və aerokosmik sənayelərdə işləmək üçün tələb olunan cihazlar üçün ideal seçim edir.

Yüksək Tezlik Performansı: SiC-nin elektron hərəkətliliyi silikondan aşağı olsa da, yüksək tezlikli tətbiqləri dəstəkləmək üçün hələ də kifayətdir. Buna görə də, SiC simsiz rabitə, radar və yüksək tezlikli güc gücləndiriciləri kimi yüksək tezlikli sahələrdə həlledici rol oynayır.

Radiasiya Müqaviməti: SiC-nin güclü radiasiya müqaviməti xüsusilə kosmik cihazlarda və nüvə enerjisi elektronikasında özünü göstərir, burada o, material performansının əhəmiyyətli dərəcədə pisləşməsi olmadan xarici radiasiyanın müdaxiləsinə tab gətirə bilir.

B. 12 düymlük substratların əsas texniki göstəriciləri

12 düymlük (300 mm) silisium karbid alt təbəqələrinin üstünlükləri təkcə ölçülərin artırılmasında deyil, həm də onların istehsal çətinliyini və son cihazların işini birbaşa müəyyən edən hərtərəfli texniki tələblərində əks olunur.

Kristal quruluş: SiC əsasən iki ümumi kristal quruluşa malikdir -4H-SiC və 6H-SiC. 4H-SiC, daha yüksək elektron hərəkətliliyi və əla istilik keçiriciliyi ilə yüksək tezlikli və yüksək güclü tətbiqlər üçün daha uyğundur, 6H-SiC isə daha yüksək qüsur sıxlığına və daha zəif elektron performansa malikdir, adətən aşağı güclü, aşağı tezlikli tətbiqlər üçün istifadə olunur. 12 düymlük substratlar üçün uyğun kristal quruluşu seçmək çox vacibdir. Daha az kristal qüsurları olan 4H-SiC yüksək tezlikli, yüksək güclü tətbiqlər üçün daha uyğundur.

Substrat Səthinin Keyfiyyəti: Substratın səth keyfiyyəti cihazın işinə birbaşa təsir göstərir. Səthin hamarlığına, pürüzlülüyünə və qüsur sıxlığına ciddi şəkildə nəzarət edilməlidir. Kobud səth yalnız cihazın kristal keyfiyyətinə təsir etmir, həm də cihazın erkən sıradan çıxmasına səbəb ola bilər. Buna görə də, Kimyəvi Mexanik Cilalama (CMP) kimi texnologiyalar vasitəsilə substratın səthinin hamarlığını yaxşılaşdırmaq çox vacibdir.

Qalınlıq və vahidliyə nəzarət: 12 düymlük substratların artan ölçüsü qalınlığın vahidliyi və kristal keyfiyyəti üçün daha yüksək tələblər deməkdir. Uyğun olmayan qalınlıq cihazın performansına və etibarlılığına təsir edən qeyri-bərabər istilik stresinə səbəb ola bilər. Yüksək keyfiyyətli 12 düymlük substratları təmin etmək üçün qalınlığın uyğunluğunu təmin etmək üçün dəqiq böyümə və sonrakı kəsmə və cilalama prosesləri tətbiq edilməlidir.

C. 12 düymlük substratların ölçüsü və istehsal üstünlükləri

Yarımkeçiricilər sənayesi daha böyük substratlara doğru irəlilədikcə, 12 düymlük silisium karbid substratları istehsal səmərəliliyi və iqtisadi səmərəlilik baxımından əhəmiyyətli üstünlüklər təklif edir. Ənənəvi ilə müqayisədə6 düym və 8 düymlük substratlar, 12 düymlük substratlar daha çox çip kəsilməsini təmin edə bilər, hər istehsalda istehsal edilən çiplərin sayını əhəmiyyətli dərəcədə artırır və bununla da vahid çip xərclərini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Bundan əlavə, 12 düymlük substratların daha böyük ölçüsü inteqral sxemlərin səmərəli istehsalı, təkrar istehsal addımlarını azaltmaq və ümumi istehsal səmərəliliyini artırmaq üçün daha yaxşı bir platforma təmin edir.

12 düymlük silisium karbid substratları necə istehsal olunur?

A. Kristal Artırma Texnikaları

Sublimasiya üsulu (PVT):

Sublimasiya Metodu (Fiziki Buxar Nəqliyyatı, PVT) ən çox istifadə edilən silisium karbid kristallarının böyüməsi üsullarından biridir, xüsusilə böyük ölçülü silisium karbid substratlarının istehsalı üçün uyğundur. Bu prosesdə silisium karbid xammalı yüksək temperaturda ucalır və qaz halındakı karbon və silisium isti substratda yenidən birləşərək kristallara çevrilir. Sublimasiya metodunun üstünlükləri arasında yüksək material təmizliyi və yüksək tələbatın istehsalı üçün uyğun olan yaxşı kristal keyfiyyəti daxildir.12 düymlük substratlar. Bununla belə, bu üsul həm də yavaş artım templəri və temperatur və atmosferə ciddi nəzarət üçün yüksək tələblər kimi bəzi çətinliklərlə üzləşir.

CVD Metodu (Kimyəvi Buxar Depoziti):

CVD prosesində qaz halında olan prekursorlar (məsələn, SiCl₄ və C₆H₆) parçalanır və yüksək temperaturda bir film yaratmaq üçün substratın üzərinə çökür. PVT ilə müqayisədə, CVD metodu filmin daha vahid böyüməsini təmin edə bilər və nazik film materiallarının yığılması və səthin funksionallaşdırılması üçün uyğundur. CVD metodunun qalınlığa nəzarətdə bəzi çətinlikləri olsa da, kristal keyfiyyətini və substratın vahidliyini yaxşılaşdırmaq üçün hələ də geniş istifadə olunur.

B. Substrat kəsmə və cilalama texnikası

Kristal Kəsmə:

Böyük ölçülü kristallardan 12 düymlük substratların kəsilməsi mürəkkəb bir texnikadır. Kristal kəsmə prosesi, kəsmə zamanı substratın çatlamamasını və ya mikro çatların əmələ gəlməməsini təmin etmək üçün mexaniki gərginliyə dəqiq nəzarət tələb edir. Kəsmə dəqiqliyini artırmaq üçün lazer kəsmə texnologiyası tez-tez istifadə olunur və ya kəsmə keyfiyyətini artırmaq üçün ultrasəs və yüksək dəqiqlikli mexaniki alətlərlə birləşdirilir.

Cilalama və Səth İşlənməsi:

Kimyəvi Mexanik Cilalama (CMP) substrat səthinin keyfiyyətinin yaxşılaşdırılması üçün əsas texnologiyadır. Bu proses mexaniki sürtünmə və kimyəvi reaksiyaların sinergik təsiri vasitəsilə substratın səthindəki mikro qüsurları aradan qaldırır, hamarlığı və hamarlığı təmin edir. Səthin işlənməsi yalnız substratın parlaqlığını yaxşılaşdırmaqla yanaşı, səth qüsurlarını da azaldır və bununla da sonrakı cihazların işini optimallaşdırır.

C. Substrat qüsurlarına nəzarət və keyfiyyətin yoxlanılması

Qüsur növləri:

Ümumi qüsurlarsilisium karbid substratlarıdislokasiyalar, şəbəkə qüsurları və mikro çatlar daxildir. Bu qüsurlar cihazların elektrik göstəricilərinə və istilik sabitliyinə birbaşa təsir göstərə bilər. Buna görə də, substratın böyüməsi, kəsilməsi və cilalanması zamanı bu qüsurların meydana gəlməsinə ciddi nəzarət etmək vacibdir. Dislokasiyalar və qəfəs qüsurları adətən düzgün olmayan kristal böyüməsi və ya həddindən artıq kəsmə temperaturu nəticəsində yaranır.

Keyfiyyətin qiymətləndirilməsi:

Substratın keyfiyyətini təmin etmək üçün, səthin keyfiyyətinin yoxlanılması üçün skan edən elektron mikroskopiya (SEM) və atom qüvvəsi mikroskopiyası (AFM) kimi texnologiyalar adətən istifadə olunur. Bundan əlavə, elektrik performans testləri (keçiricilik və hərəkətlilik kimi) substratın keyfiyyətini əlavə olaraq qiymətləndirə bilər.

12 düymlük silisium karbid substratları hansı sahələrdə tətbiq olunur?

A. Enerji elektronikası və güc yarımkeçirici cihazları

12 düymlük silisium karbid substratları güclü yarımkeçirici cihazlarda, xüsusən MOSFET-lərdə, IGBT-lərdə və Schottky diodlarında geniş istifadə olunur. Bu cihazlar səmərəli enerji idarəetməsində, sənaye enerji təchizatında, konvertorlarda və elektrik nəqliyyat vasitələrində geniş şəkildə tətbiq olunur. SiC cihazlarının yüksək gərginliyə dözümlülüyü və aşağı keçid itkisi xüsusiyyətləri onlara enerjinin çevrilməsinin səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmağa, enerji itkisini azaltmağa və yaşıl enerji texnologiyalarının inkişafını təşviq etməyə imkan verir.

B. Yeni Enerji və Elektrikli Nəqliyyat vasitələri

Elektrikli nəqliyyat vasitələrində 12 düymlük silisium karbid substratları elektrik ötürücü sistemlərinin səmərəliliyini artıra və batareyanın doldurulma sürətini və diapazonunu yaxşılaşdıra bilər. qabiliyyətinə görəsilisium karbid materiallarıyüksək gərginlikli və yüksək tezlikli siqnalları effektiv şəkildə idarə etmək üçün onlar həmçinin elektrikli avtomobil doldurma stansiyalarında yüksək sürətli enerji doldurma avadanlıqlarında əvəzolunmazdır.

C. 5G Rabitə və Yüksək Tezlikli Elektronika

Mükəmməl yüksək tezlikli performansı ilə 12 düymlük silisium karbid substratları 5G baza stansiyalarında və yüksək tezlikli RF cihazlarında geniş istifadə olunur. Onlar 5G şəbəkələrinin yüksək sürətli məlumat ötürülməsini dəstəkləyərək siqnal ötürülməsinin səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra və siqnal itkisini azalda bilər.

D. Enerji Sektoru

Silisium karbid substratları fotovoltaik çeviricilər və külək enerjisi istehsalı kimi bərpa olunan enerji sahələrində də mühüm tətbiqlərə malikdir. Enerji çevrilməsinin səmərəliliyini artırmaqla, SiC cihazları enerji itkisini azalda və elektrik şəbəkəsi avadanlığının dayanıqlığını və etibarlılığını artıra bilər.

12 düymlük silisium karbid substratlarının çətinlikləri və darboğazları nələrdir?

A. İstehsal xərcləri və geniş miqyaslı istehsal

İstehsal dəyəri 12 düymdürsilisium karbid vafliləriyüksək olaraq qalır, əsasən xammalda, avadanlıq sərmayəsində və texnologiya tədqiqat və inkişafında əks olunur. Genişmiqyaslı istehsalın texniki çətinliklərini necə aşmaq və vahid istehsal xərclərini azaltmaq silisium karbid texnologiyasının populyarlaşmasının əsasını təşkil edir.

B. Substratın Qüsurları və Keyfiyyət Uyğunluğu

12 düymlük substratların istehsal üstünlüklərinə baxmayaraq, onların kristal böyüməsi, kəsilməsi və cilalanması zamanı qüsurlar hələ də baş verə bilər ki, bu da substrat keyfiyyətinin uyğunsuzluğuna səbəb olur. Qüsur sıxlığını necə azaltmaq və innovativ texnologiyalar vasitəsilə keyfiyyət ardıcıllığını yaxşılaşdırmaq gələcək tədqiqatların diqqət mərkəzindədir.

C. Avadanlıq və Texnologiya Yeniliklərinə Tələb

Yüksək dəqiqlikli kəsmə və cilalama avadanlıqlarına tələbat artır. Eyni zamanda, yeni aşkarlama texnologiyaları (məsələn, atom qüvvəsi mikroskopiyası, elektron şüa skanı və s.) əsasında substratların keyfiyyətinin dəqiq yoxlanılması istehsalın səmərəliliyinin və məhsulun keyfiyyətinin yüksəldilməsi üçün əsasdır.

Semicorex-də biz bir sıra təqdim edirikYüksək keyfiyyətli vafliləryarımkeçirici sənayesinin tələblərinə cavab vermək üçün diqqətlə hazırlanmışdır, hər hansı bir sorğunuz varsa və ya əlavə məlumatlara ehtiyacınız varsa, bizimlə əlaqə saxlamaqdan çəkinməyin.

Əlaqə telefonu: +86-13567891907

E-poçt: sales@semicorex.com