Silikon karbid substratının istehsalının çətinlikləri hansılardır?

Silikon karbid (SiC), almaz və kub bor nitridi kimi digər sərt materiallara bənzər yüksək bağ enerjisinə malik bir materialdır. Bununla belə, SiC-nin yüksək əlaqə enerjisi ənənəvi ərimə üsulları ilə birbaşa külçələrə kristallaşmağı çətinləşdirir. Buna görə də, silisium karbid kristallarının yetişdirilməsi prosesi buxar fazalı epitaksiya texnologiyasının istifadəsini nəzərdə tutur. Bu üsulda qaz halında olan maddələr tədricən substratın səthinə yerləşdirilir və bərk kristallara kristallaşdırılır. Substrat, çökdürülmüş atomların müəyyən bir kristal istiqamətdə böyüməsinə rəhbərlik etməkdə mühüm rol oynayır, nəticədə xüsusi bir kristal quruluşa malik epitaksial vafli meydana gəlir.

Xərc-effektivlik

Silikon karbid çox yavaş böyüyür, adətən ayda cəmi 2 sm. Sənaye istehsalında tək kristal böyümə sobasının illik istehsal gücü cəmi 400-500 ədəddir. Bundan əlavə, bir kristal böyümə sobasının dəyəri yüksəkdir. Buna görə də, silisium karbidinin istehsalı bahalı və səmərəsiz bir prosesdir.

İstehsalın səmərəliliyini artırmaq və xərcləri azaltmaq üçün silisium karbidinin epitaksial artımısubstratdaha ağlabatan seçimə çevrilib. Bu üsul kütləvi istehsala nail ola bilər. Birbaşa kəsmə ilə müqayisədəsilisium karbid külçələri, epitaksial texnologiya sənaye istehsalının ehtiyaclarını daha effektiv şəkildə ödəyə bilər, beləliklə, silikon karbid materiallarının bazar rəqabət qabiliyyətini artırır.

Kəsmə çətinliyi

Silikon karbid (SiC) nəinki yavaş-yavaş böyüyür, nəticədə daha yüksək xərclər olur, həm də çox sərtdir və onun kəsmə prosesini çətinləşdirir. Silisium karbidini kəsmək üçün almaz teldən istifadə edərkən, kəsmə sürəti daha yavaş olacaq, kəsmə daha qeyri-bərabər olacaq və silisium karbidinin səthində çatlar buraxmaq asandır. Bundan əlavə, yüksək Mohs sərtliyinə malik materiallar daha kövrək olurlarsilisium karbid vafsilikon vaflilərə nisbətən kəsmə zamanı qırılma ehtimalı daha yüksəkdir. Bu amillər nisbətən yüksək material qiymətinə səbəb olursilisium karbid vafliləri. Buna görə də, Tesla kimi bəzi avtomobil istehsalçıları, ilkin olaraq silisium karbid materiallarından istifadə edən modelləri nəzərdən keçirən, nəticədə bütün avtomobilin dəyərini azaltmaq üçün başqa variantları seçə bilərlər.

Kristal keyfiyyəti

BöyüməkləSiC epitaksial vaflilərsubstratda kristal keyfiyyəti və şəbəkə uyğunluğu effektiv şəkildə idarə oluna bilər. Substratın kristal quruluşu epitaksial vaflinin kristal keyfiyyətinə və qüsur sıxlığına təsir edəcək və bununla da SiC materiallarının performansını və sabitliyini yaxşılaşdıracaqdır. Bu yanaşma yüksək keyfiyyətli və daha az qüsurlu SiC kristallarının istehsalına imkan verir və bununla da son cihazın işini yaxşılaşdırır.

Gərginliyin tənzimlənməsi

arasında şəbəkə uyğunluğusubstratvəepitaksial vafliSiC materialının deformasiya vəziyyətinə mühüm təsir göstərir. Bu uyğunluğu düzəldərək, elektron quruluşu və optik xüsusiyyətləriSiC epitaksial vaflidəyişdirilə bilər, beləliklə cihazın performansına və funksionallığına mühüm təsir göstərir. Bu gərginliyin tənzimlənməsi texnologiyası SiC cihazlarının işini yaxşılaşdıran əsas amillərdən biridir.

Materialın xüsusiyyətlərinə nəzarət

Müxtəlif növ substratlarda SiC-nin epitaksisi ilə müxtəlif kristal oriyentasiyalı SiC artımına nail olmaq və bununla da xüsusi kristal müstəvi istiqamətləri ilə SiC kristallarını əldə etmək olar. Bu yanaşma müxtəlif tətbiq sahələrinin ehtiyaclarını ödəmək üçün SiC materiallarının xüsusiyyətlərini uyğunlaşdırmağa imkan verir. Misal üçün,SiC epitaksial vaflilərmüxtəlif texniki və sənaye tətbiqi ehtiyaclarını ödəmək üçün xüsusi elektron və optik xassələri əldə etmək üçün 4H-SiC və ya 6H-SiC substratlarında yetişdirilə bilər.