Разница между фиктивными, исследовательскими и производственными подложками SiC

Подложки SiC являются основным материалом для производства полупроводниковых приборов третьего поколения. Их классификация по классам качества должна точно соответствовать потребностям различных этапов, таких как разработка полупроводникового оборудования, проверка процесса и массовое производство. В отрасли подложки SiC обычно подразделяются на три категории: макетные, исследовательские и промышленные.  Четкое понимание различий между этими тремя типами подложек может помочь найти оптимальное решение по выбору материала для конкретных требований применения.

1. Подложки SiC фиктивного качества.

Подложки SiC фиктивного класса имеют самые низкие требования к качеству среди трех категорий. Обычно они изготавливаются с использованием сегментов более низкого качества на обоих концах хрустального стержня и обрабатываются с помощью основных процессов шлифования и полировки.

Поверхность пластины шероховатая, точность полировки недостаточна; плотность дефектов у них высока, значительную долю составляют резьбовые дислокации и микротрубки; электрическая однородность плохая, и имеются очевидные различия в удельном сопротивлении и проводимости всей пластины.  Таким образом, они имеют выдающееся преимущество в экономической эффективности. Упрощенная технология обработки делает стоимость их производства намного ниже, чем у двух других подложек, и их можно использовать многократно.

Подложки из карбида кремния макетного класса подходят для сценариев, где нет жестких требований к их качеству, включая заполнение емкости при монтаже полупроводникового оборудования, калибровку параметров на этапе предэксплуатационной подготовки оборудования, отладку параметров на ранних этапах разработки технологического процесса и обучение операторов работе с оборудованием.

2. Подложки SiC исследовательского класса.

Качественное позиционирование исследовательского уровняПодложки SiCнаходится между стандартным и производственным классом и должен соответствовать основным требованиям к электрическим характеристикам и чистоте в сценариях НИОКР.

Плотность кристаллических дефектов у них значительно ниже, чем у макета, но не соответствует производственным стандартам. Благодаря оптимизированным процессам химико-механической полировки (CMP) можно контролировать шероховатость поверхности, что значительно улучшает гладкость. Доступные в проводящем или полуизолирующем исполнении, они демонстрируют стабильность и однородность электрических характеристик по всей пластине, отвечая требованиям точности исследований и разработок.  Таким образом, их стоимость находится между стоимостью подложек SiC стандартного и промышленного качества.

Подложки SiC исследовательского класса используются в лабораторных исследованиях и разработках, функциональной проверке конструктивных решений микросхем, проверке осуществимости мелкомасштабных процессов и уточненной оптимизации параметров процесса.

3. Подложки SiC промышленного класса.

Подложки промышленного класса являются основным материалом для массового производства полупроводниковых приборов. Они относятся к высшей категории качества, чистота которых превышает 99,9999999999%, а плотность дефектов у них контролируется на крайне низком уровне. 

После высокоточной химико-механической полировки (ХМП) точность размеров и плоскостность поверхности достигли нанометрового уровня, а кристаллическая структура близка к идеальной. Они обеспечивают превосходную электрическую однородность с одинаковым удельным сопротивлением как для проводящих, так и для полуизолирующих типов подложек. Однако из-за строгого отбора сырья и сложного контроля производственного процесса (для обеспечения высокого выхода) себестоимость их производства является самой высокой из трех типов субстратов. 

Этот тип подложки SiC подходит для крупномасштабного производства финальной партии полупроводниковых приборов, включая массовое производство SiC MOSFET и диодов с барьером Шоттки (SBD), производство радиочастотных и микроволновых устройств GaN-on-SiC, а также промышленное производство высокотехнологичных устройств, таких как современные датчики и квантовое оборудование.