SiC Substratların İmalatındaki Zorluklar Nelerdir?

Yarı iletken teknolojisi daha yüksek frekanslara, daha yüksek sıcaklıklara, daha yüksek güce ve daha düşük kayıplara doğru ilerledikçe ve geliştikçe, silisyum karbür, geleneksel silisyum alt tabakaların yerini yavaş yavaş değiştiren birinci sınıf üçüncü nesil yarı iletken malzeme olarak öne çıkıyor. Silisyum karbür alt tabakalar, daha geniş bant aralığı, daha yüksek termal iletkenlik, üstün kritik elektrik alan kuvveti ve daha yüksek elektron hareketliliği gibi belirgin avantajlar sunarak NEV'ler, 5G iletişimleri, fotovoltaik invertörler ve havacılık gibi son teknoloji alanlardaki yüksek performanslı, yüksek güçlü ve yüksek frekanslı cihazlar için ideal seçenek haline geliyor.

Yüksek kaliteli silisyum karbür alt tabakaların imalatındaki zorluklar

Yüksek kaliteli silisyum karbür alt tabakaların üretimi ve işlenmesi son derece yüksek teknik engeller gerektirir. Hammadde hazırlamadan bitmiş ürün imalatına kadar tüm süreç boyunca çok sayıda zorluk devam etmektedir ve bu, büyük ölçekli uygulamayı ve endüstriyel iyileştirmeyi kısıtlayan çok önemli bir faktör haline gelmiştir.

1. Hammadde Sentezindeki Zorluklar

Silisyum karbür tek kristal büyümesi için temel hammaddeler karbon tozu ve silisyum tozudur. Sentezleri sırasında çevresel yabancı maddelerden dolayı kirlenmeye karşı hassastırlar ve bu yabancı maddelerin uzaklaştırılması zordur. Bu safsızlıklar aşağı yöndeki SiC kristal kalitesini olumsuz yönde etkiler. Ayrıca silikon tozu ile karbon tozu arasındaki eksik reaksiyon, Si/C oranında kolayca dengesizliğe neden olarak kristal yapının stabilitesini tehlikeye atabilir. Sentezlenen SiC tozundaki kristal formunun ve parçacık boyutunun kesin olarak düzenlenmesi, sentez sonrası sıkı bir işlem gerektirir, dolayısıyla hammadde hazırlamanın teknik engelini yükseltir.

2. Kristal Büyümenin Zorlukları

Silisyum karbür kristalinin büyümesi, 2300°C'yi aşan sıcaklıklar gerektirir; bu da, yarı iletken ekipmanın yüksek sıcaklık direnci ve termal kontrol hassasiyeti konusunda sıkı talepler doğurur. Monokristal silisyumdan farklı olarak silisyum karbür son derece yavaş büyüme oranları sergiler. Örneğin PVT yöntemini kullanarak yedi günde yalnızca 2 ila 6 santimetre silisyum karbür kristali büyütülebilir. Bu, silisyum karbür alt tabakalar için düşük üretim verimliliğine neden olur ve genel üretim kapasitesini ciddi şekilde sınırlandırır.  Ayrıca silisyum karbürün 200'ün üzerinde kristal yapı tipi vardır ve bunların içinde yalnızca 4H-SiC gibi birkaç yapı tipi kullanılabilir. Bu nedenle, polimorfik kalıntıların önlenmesi ve ürün kalitesinin sağlanması için parametrelerin sıkı kontrolü şarttır.

3. Kristal İşleme Zorlukları

Silisyum karbürün sertliği elmastan sonra ikinci sırada olduğundan kesme zorluğunu büyük ölçüde artırır. Dilimleme işlemi sırasında önemli miktarda kesme kaybı meydana gelir ve kayıp oranı %40'lara ulaşır, bu da malzeme kullanım verimliliğinin son derece düşük olmasına neden olur. Silisyum karbür, düşük kırılma tokluğu nedeniyle inceltme işlemi sırasında çatlamaya ve kenar ufalanmasına eğilimlidir. Ayrıca, sonraki yarı iletken üretim süreçleri, özellikle yüzey pürüzlülüğü, düzlüğü ve çarpıklığı açısından silisyum karbür alt tabakaların işleme hassasiyeti ve yüzey kalitesi konusunda son derece katı gereksinimler getirmektedir. Bu, silisyum karbür alt tabakaların inceltilmesi, taşlanması ve cilalanması için önemli işlem zorlukları ortaya çıkarmaktadır.

Semicorex tekliflerisilisyum karbür yüzeylerçeşitli boyut ve derecelerde. Herhangi bir sorunuz veya daha fazla ayrıntı için lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.

Tel: +86-13567891907

E-posta: sales@semicorex.com