Каковы проблемы при изготовлении подложек SiC?

По мере того как полупроводниковая технология совершенствуется и совершенствуется в направлении более высоких частот, более высоких температур, более высокой мощности и меньших потерь, карбид кремния выделяется как ведущий полупроводниковый материал третьего поколения, постепенно заменяющий традиционные кремниевые подложки. Подложки из карбида кремния обладают явными преимуществами, такими как более широкая запрещенная зона, более высокая теплопроводность, превосходная критическая напряженность электрического поля и более высокая подвижность электронов, что делает их идеальным вариантом для высокопроизводительных, мощных и высокочастотных устройств в передовых областях, таких как NEV, связь 5G, фотоэлектрические инверторы и аэрокосмическая промышленность.

Проблемы изготовления высококачественных подложек из карбида кремния

Производство и обработка высококачественных подложек из карбида кремния сопряжены с чрезвычайно высокими техническими барьерами. На протяжении всего процесса, от подготовки сырья до производства готовой продукции, сохраняются многочисленные проблемы, что стало решающим фактором, ограничивающим его крупномасштабное применение и промышленную модернизацию.

1. Проблемы синтеза сырья

Основным сырьем для выращивания монокристаллов карбида кремния являются углеродный порошок и порошок кремния. В процессе синтеза они подвержены загрязнению примесями из окружающей среды, и удаление этих примесей затруднено. Эти примеси отрицательно влияют на качество кристаллов SiC на выходе. Кроме того, неполная реакция между порошком кремния и порошком углерода может легко вызвать дисбаланс в соотношении Si/C, ставя под угрозу стабильность кристаллической структуры. Точное регулирование кристаллической формы и размера частиц в синтезированном порошке SiC требует строгой постсинтетической обработки, что повышает технический барьер подготовки сырья.

2. Проблемы роста кристаллов

Для выращивания кристаллов карбида кремния требуются температуры, превышающие 2300 ℃, что предъявляет строгие требования к высокотемпературной стойкости и точности терморегулирования полупроводникового оборудования. В отличие от монокристаллического кремния карбид кремния демонстрирует чрезвычайно медленные темпы роста. Например, с помощью метода PVT за семь дней можно вырастить кристаллы карбида кремния всего от 2 до 6 сантиметров. Это приводит к низкой эффективности производства подложек из карбида кремния, что серьезно ограничивает общие производственные мощности.  Кроме того, карбид кремния имеет более 200 типов кристаллической структуры, из которых можно использовать только несколько типов структуры, таких как 4H-SiC. Поэтому строгий контроль параметров необходим во избежание полиморфных включений и обеспечения качества продукции.

3. Проблемы обработки кристаллов

Так как по твердости карбид кремния уступает только алмазу, что значительно увеличивает сложность резки. В процессе нарезки возникают значительные потери при резке, причем уровень потерь достигает около 40%, что приводит к крайне низкой эффективности использования материала. Из-за своей низкой вязкости разрушения карбид кремния склонен к растрескиванию и сколам кромок во время обработки утонением. Более того, последующие процессы производства полупроводников предъявляют чрезвычайно строгие требования к точности обработки и качеству поверхности подложек из карбида кремния, особенно в отношении шероховатости поверхности, плоскостности и коробления. Это создает значительные трудности при утончении, шлифовке и полировке подложек из карбида кремния.

Семикорекс предлагаетподложки из карбида кремнияразличных размеров и классов. Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам с любыми вопросами или для получения более подробной информации.

Тел: +86-13567891907

Электронная почта: sales@semicorex.com