Каковы проблемы производства подложек из карбида кремния?

Карбид кремния (SiC) — это материал, обладающий высокой энергией связи, аналогичный другим твердым материалам, таким как алмаз и кубический нитрид бора. Однако высокая энергия связи SiC затрудняет кристаллизацию непосредственно в слитки традиционными методами плавки. Поэтому процесс выращивания кристаллов карбида кремния предполагает использование технологии газофазной эпитаксии. В этом методе газообразные вещества постепенно осаждаются на поверхность подложки и кристаллизуются в твердые кристаллы. Подложка играет жизненно важную роль в направлении роста осажденных атомов в определенном кристаллическом направлении, что приводит к образованию эпитаксиальной пластины с определенной кристаллической структурой.

Экономическая эффективность

Карбид кремния растет очень медленно, обычно всего около 2 см в месяц. При промышленном производстве годовая производственная мощность печи для выращивания монокристаллов составляет всего 400-500 штук. Кроме того, стоимость печи для выращивания кристаллов столь же высока. Поэтому производство карбида кремния является дорогостоящим и неэффективным процессом.

Чтобы повысить эффективность производства и снизить затраты, эпитаксиальный рост карбида кремния насубстратстал более разумным выбором. Этот метод позволяет добиться массового производства. По сравнению с прямой резкойслитки карбида кремнияЭпитаксиальная технология может более эффективно удовлетворить потребности промышленного производства, тем самым повышая рыночную конкурентоспособность материалов из карбида кремния.

Сложность резки

Карбид кремния (SiC) не только медленно растет, что приводит к увеличению затрат, но и очень тверд, что затрудняет процесс его резки. При использовании алмазного каната для резки карбида кремния скорость резки будет медленнее, рез будет более неровным, и на поверхности карбида кремния легко останутся трещины. Кроме того, материалы с высокой твердостью по Моосу, как правило, более хрупкие.карбид кремнияУ них больше шансов сломаться во время резки, чем у кремниевых пластин. Эти факторы приводят к относительно высокой стоимости материалов.пластины карбида кремния. Поэтому некоторые автопроизводители, такие как Tesla, которые изначально рассматривают модели с использованием материалов из карбида кремния, могут в конечном итоге выбрать другие варианты снижения стоимости всего автомобиля.

Кристальное качество

РастущийЭпитаксиальные пластины SiCна подложке можно эффективно контролировать качество кристаллов и соответствие решеток. Кристаллическая структура подложки будет влиять на качество кристаллов и плотность дефектов эпитаксиальной пластины, тем самым улучшая характеристики и стабильность материалов SiC. Такой подход позволяет производить кристаллы SiC более высокого качества и с меньшим количеством дефектов, тем самым улучшая производительность конечного устройства.

Регулировка деформации

Соответствие решетки междусубстратиэпитаксиальная пластинаоказывает важное влияние на деформированное состояние материала SiC. Регулируя это согласование, можно изменить электронную структуру и оптические свойстваЭпитаксиальная пластина SiCмогут быть изменены, что оказывает существенное влияние на производительность и функциональность устройства. Эта технология регулировки деформации является одним из ключевых факторов улучшения производительности устройств SiC.

Управление свойствами материала

Путем эпитаксии SiC на подложках разных типов можно добиться роста SiC с различной ориентацией кристаллов, тем самым получая кристаллы SiC с определенными направлениями кристаллических плоскостей. Такой подход позволяет адаптировать свойства материалов SiC к потребностям различных областей применения. Например,Эпитаксиальные пластины SiCможет быть выращен на подложках 4H-SiC или 6H-SiC для получения определенных электронных и оптических свойств для удовлетворения различных потребностей технического и промышленного применения.