I measc na ndeacrachtaí teicniúla maidir le sliseog chomhdhúile sileacain ardcháilíochta a olltáirgeadh go cobhsaí agus a bhfuil feidhmíocht chobhsaí acu tá:
1) Ós rud é go gcaithfidh criostail fás i dtimpeallacht séalaithe ardteochta os cionn 2000 ° C, tá na ceanglais rialaithe teochta an-ard;
2) Ós rud é go bhfuil níos mó ná 200 struchtúr criostail ag chomhdhúile sileacain, ach níl ach cúpla struchtúr de chomhdhúile sileacain aonchriostail na n-ábhar leathsheoltóra riachtanach, is gá an cóimheas sileacain-go-charbóin, grádán teocht fáis, agus fás criostail a rialú go beacht le linn. an próiseas fáis criostail. Paraiméadair amhail luas agus brú sreafa aeir;
3) Faoin modh tarchurtha céim gaile, tá an teicneolaíocht leathnú trastomhas d'fhás criostail chomhdhúile sileacain thar a bheith deacair;
4) Tá cruas chomhdhúile sileacain gar do dhiamanta, agus tá sé deacair teicnící gearrtha, meilt agus snasta.
Sliseoga epitaxial SIC: a mhonaraítear de ghnáth trí mhodh sil-leagan ceimiceach gaile (CVD). De réir cineálacha éagsúla dópála, roinntear iad i sliseog epitaxial n-cineál agus p-cineál. Is féidir le Hantian Tiancheng intíre agus Dongguan Tianyu sliseog epitaxial SiC 4-orlach/6-orlach a sholáthar cheana féin. Maidir le SiC epitaxy, tá sé deacair a rialú sa réimse ardvoltais, agus tá tionchar níos mó ag cáilíocht epitaxy SiC ar fheistí SiC. Ina theannta sin, tá trealamh epitaxial monaplachtaithe ag na ceithre chuideachtaí tosaigh sa tionscal: Axitron, LPE, TEL agus Nuflare.
Epitaxial chomhdhúile sileacaintagraíonn wafer do wafer chomhdhúile sileacain ina bhfuil scannán criostail aonair (ciseal epitaxial) le ceanglais áirithe agus mar an gcéanna leis an criostail tsubstráit a fhástar ar an tsubstráit chomhdhúile sileacain bunaidh. Is é an fás epitaxial den chuid is mó a úsáideann trealamh CVD (Taisciú Gaile Ceimiceach, ) nó trealamh MBE (Epitaxy Bhíoma Mhóilíneach). Ós rud é go ndéantar feistí chomhdhúile sileacain a mhonarú go díreach sa chiseal epitaxial, bíonn tionchar díreach ag cáilíocht an chiseal epitaxial ar fheidhmíocht agus ar thoradh na feiste. De réir mar a leanann feidhmíocht withstand an fheiste ag méadú, déantar tiús na ciseal epitaxial comhfhreagrach níos tibhe agus éiríonn an rialú níos deacra. Go ginearálta, nuair a bhíonn an voltas thart ar 600V, is é an tiús ciseal epitaxial atá ag teastáil thart ar 6 miocrón; nuair a bhíonn an voltas idir 1200-1700V, sroicheann an tiús ciseal epitaxial riachtanach 10-15 miocrón. Má shroicheann an voltas níos mó ná 10,000 volta, d'fhéadfadh go mbeadh gá le tiús ciseal epitaxial de níos mó ná 100 miocrón. De réir mar a leanann tiús na ciseal epitaxial ag méadú, bíonn sé ag éirí níos deacra rialú a dhéanamh ar aonfhoirmeacht tiús agus friotachas agus dlús lochtanna.
Feistí SiC: Go hidirnáisiúnta, tá 600 ~ 1700V SiC SBD agus MOSFET tionsclaithe. Feidhmíonn na táirgí príomhshrutha ag leibhéil voltais faoi bhun 1200V agus glacann siad pacáistiú TO go príomha. I dtéarmaí praghsála, tá praghsanna táirgí SiC ar an margadh idirnáisiúnta thart ar 5-6 huaire níos airde ná a gcomhghleacaithe Si. Mar sin féin, tá praghsanna ag laghdú ag ráta bliantúil de 10%. le leathnú na n-ábhar in aghaidh an tsrutha agus táirgeadh gléas sna 2-3 bliana atá romhainn, méadóidh an soláthar margaidh, rud a fhágann go dtiocfaidh laghduithe breise ar phraghsanna. Táthar ag súil, nuair a shroicheann an praghas 2-3 huaire níos mó ná táirgí Si, go gcuirfidh na buntáistí a bhaineann le costais chórais laghdaithe agus feidhmíocht fheabhsaithe SiC de réir a chéile chun áit mhargaidh na bhfeistí Si a áitiú.
Tá pacáistiú traidisiúnta bunaithe ar fhoshraitheanna sileacain-bhunaithe, agus éilíonn ábhair leathsheoltóra tríú glúin dearadh iomlán nua. Trí úsáid a bhaint as struchtúir phacáistithe traidisiúnta sileacain le haghaidh feistí cumhachta leathanbhanda is féidir saincheisteanna agus dúshláin nua a thabhairt isteach a bhaineann le minicíocht, bainistíocht theirmeach agus iontaofacht. Tá feistí cumhachta SiC níos íogaire maidir le toilleas seadánacha agus ionduchtais. I gcomparáid le feistí Si, tá luasanna aistrithe níos tapúla ag sliseanna cumhachta SiC, rud a d'fhéadfadh ró-uainiú, ascalaithe, caillteanais aistrithe méadaithe, agus fiú mífheidhmeanna gléas a bheith mar thoradh air. Ina theannta sin, oibríonn feistí cumhachta SiC ag teochtaí níos airde, a éilíonn teicnící bainistíochta teirmeach níos airde.
Forbraíodh éagsúlacht de struchtúir éagsúla i réimse an phacáistithe cumhachta leathsheoltóra bandgap leathan. Níl pacáistiú modúl cumhachta traidisiúnta Si-bhunaithe oiriúnach a thuilleadh. D'fhonn na fadhbanna a bhaineann le paraiméadair arda seadánacha agus droch-éifeachtúlacht diomailt teasa de phacáistiú modúl cumhachta traidisiúnta Si-bhunaithe a réiteach, glacann pacáistiú modúl cumhachta SiC idirnasc gan sreang agus teicneolaíocht fuaraithe dhá thaobh ina struchtúr, agus glacann sé freisin na hábhair tsubstráit le teirmeach níos fearr. seoltacht, agus rinne sé iarracht toilleoirí díchúplála, braiteoirí teochta/reatha, agus ciorcaid a thiomáint isteach i struchtúr an mhodúil, agus d'fhorbair teicneolaíochtaí pacáistithe modúl éagsúla. Ina theannta sin, tá bacainní teicniúla arda ar mhonarú feistí SiC agus tá costais táirgthe ard.
Déantar feistí chomhdhúile sileacain a tháirgeadh trí shraitheanna epitaxial a thaisceadh ar fhoshraith chomhdhúile sileacain trí CVD. Baineann an próiseas le glanadh, ocsaídiú, fótailiteagrafaíocht, eitseáil, stripping photoresist, ionchlannú ian, sil ceimiceach gaile nítríde sileacain, snasú, sputtering, agus céimeanna próiseála ina dhiaidh sin chun an struchtúr gléas a fhoirmiú ar an tsubstráit criostail aonair SiC. I measc na bpríomhchineálacha feistí cumhachta SiC tá dé-óid SiC, trasraitheoirí SiC, agus modúil chumhachta SiC. Mar gheall ar fhachtóirí cosúil le luas mall táirgthe ábhair in aghaidh an tsrutha agus rátaí toraidh íseal, tá costais déantúsaíochta réasúnta ard ag feistí chomhdhúile sileacain.
Ina theannta sin, tá deacrachtaí teicniúla áirithe ag baint le déantúsaíocht feistí chomhdhúile sileacain:
1) Is gá próiseas sonrach a fhorbairt atá comhsheasmhach le tréithe ábhair chomhdhúile sileacain. Mar shampla: Tá pointe leá ard ag SiC, rud a fhágann nach bhfuil idirleathadh teirmeach traidisiúnta éifeachtach. Is gá modh dópála ionchlannú ian a úsáid agus paraiméadair amhail teocht, ráta téimh, fad agus sreabhadh gáis a rialú go cruinn; Tá SiC támh do thuaslagóirí ceimiceacha. Ba cheart modhanna mar eitseáil tirim a úsáid, agus ba cheart ábhair masc, meascáin gháis, rialú fána balla taobh, ráta eitseála, garbh an bhalla taobh, etc. a uasmhéadú agus a fhorbairt;
2) Teastaíonn friotaíocht teagmhála faoi bhun 10-5Ω2 chun leictreoidí miotail a mhonarú ar sliseoga chomhdhúile sileacain. Tá droch-chobhsaíocht teirmeach os cionn 100 ° C ag na hábhair leictreoid a chomhlíonann na ceanglais, Ni agus Al, ach tá cobhsaíocht theirmeach níos fearr ag Al / Ni. Tá friotaíocht teagmhála sonrach ábhar leictreoid ilchodach /W/Au 10-3Ω2 níos airde;
3) Tá ard-chaitheamh gearrtha ag SiC, agus tá cruas SiC sa dara háit ach le Diamond, rud a chuireann ceanglais níos airde ar aghaidh maidir le gearradh, meilt, snasta agus teicneolaíochtaí eile.
Thairis sin, tá sé níos deacra feistí cumhachta chomhdhúile sileacain trinse a mhonarú. De réir struchtúir feistí éagsúla, is féidir feistí cumhachta chomhdhúile sileacain a roinnt go príomha i bhfeistí plánacha agus feistí trinse. Tá comhsheasmhacht aonaid maith agus próiseas déantúsaíochta simplí ag feistí cumhachta chomhdhúile sileacain pleanr, ach tá siad seans maith go mbeidh éifeacht JFET acu agus tá toilleas ard seadánacha agus friotaíocht ar an stát acu. I gcomparáid le feistí planar, tá comhsheasmhacht aonad níos ísle ag feistí cumhachta chomhdhúile sileacain trinse agus tá próiseas déantúsaíochta níos casta acu. Mar sin féin, tá struchtúr an trinse a chabhródh le dlús an aonaid fheiste a mhéadú agus is lú an seans go dtiocfaidh éifeacht JFET ar fáil, rud atá tairbheach chun fadhb na soghluaisteachta cainéal a réiteach. Tá airíonna den scoth aige, mar shampla ar-fhriotaíocht beag, toilleas beag seadánacha, agus tomhaltas íseal fuinnimh aistrithe. Tá buntáistí suntasacha costais agus feidhmíochta aige agus tá sé tar éis éirí mar phríomhshrutha d'fhorbairt feistí cumhachta chomhdhúile sileacain. De réir láithreán gréasáin oifigiúil Rohm, níl struchtúr ROHM Gen3 (struchtúr Gen1 Trench) ach 75% den limistéar sliseanna Gen2 (Plannar2), agus laghdaítear ar-fhriotaíocht struchtúr ROHM Gen3 50% faoin méid sliseanna céanna.
Is ionann foshraith chomhdhúile sileacain, epitaxy, costais tosaigh, T&F agus 47%, 23%, 19%, 6% agus 5% de chostas déantúsaíochta feistí cairbíde sileacain faoi seach.
Ar deireadh, díreoimid ar na bacainní teicniúla a bhaineann le foshraitheanna a bhriseadh síos sa slabhra tionscal chomhdhúile sileacain.
Tá próiseas táirgthe foshraitheanna chomhdhúile sileacain cosúil leis an bpróiseas a bhaineann le foshraitheanna sileacain-bhunaithe, ach níos deacra.
Cuimsíonn próiseas déantúsaíochta tsubstráit chomhdhúile sileacain go ginearálta sintéis amhábhar, fás criostail, próiseáil tinne, gearradh tinne, meilt wafer, snasú, glanadh agus naisc eile.
Is é an chéim fáis criostail croílár an phróisis iomláin, agus cinneann an chéim seo airíonna leictreacha an tsubstráit chomhdhúile sileacain.
Tá sé deacair ábhair chomhdhúile sileacain a fhás sa chéim leachtach faoi ghnáthchoinníollacha. Tá teocht fáis os cionn 2300 ° C ag an modh fáis céim gaile a bhfuil tóir air ar an margadh inniu agus éilíonn sé rialú beacht ar an teocht fáis. Tá an próiseas oibríochta ar fad beagnach deacair a urramú. Beidh scriosadh táirge mar thoradh ar earráid bheag. I gcomparáid leis sin, níl ach 1600 ℃ ag teastáil ó ábhair sileacain, atá i bhfad níos ísle. Tá deacrachtaí ag baint le hullmhú foshraitheanna chomhdhúile sileacain freisin ar nós fás criostail mall agus riachtanais fhoirm criostail ard. Tógann fás wafer chomhdhúile sileacain thart ar 7 go 10 lá, agus ní thógann tarraingt slat sileacain ach 2 lá go leith. Ina theannta sin, is ábhar é cairbíd sileacain a bhfuil a chruas sa dara háit le diamant amháin. Caillfidh sé go leor le linn gearradh, meilt, agus snasta, agus níl an cóimheas aschuir ach 60%.
Tá a fhios againn gurb é an treocht ná méid foshraitheanna chomhdhúile sileacain a mhéadú, de réir mar a leanann an méid ag méadú, tá na ceanglais maidir le teicneolaíocht leathnú trastomhas ag éirí níos airde agus níos airde. Éilíonn sé meascán d'eilimintí rialaithe teicniúla éagsúla chun fás atriallach criostail a bhaint amach.
Am postála: Bealtaine-22-2024