Tha na duilgheadasan teicnigeach ann a bhith a’ dèanamh mòr-thoradh seasmhach air wafers carbide silicon àrd-inbhe le coileanadh seasmhach a’ toirt a-steach:
1) Leis gu feum criostalan fàs ann an àrainneachd ròin àrd-teòthachd os cionn 2000 ° C, tha na riatanasan smachd teothachd gu math àrd;
2) Leis gu bheil còrr air 200 structar criostail aig silicon carbide, ach chan eil ach beagan structaran de carbide silicon aon-criostail na stuthan semiconductor riatanach, feumar smachd mionaideach a chumail air a’ cho-mheas silicon-gu-carbon, caisead teòthachd fàis, agus fàs criostail rè pròiseas fàs criostail. Paramadairean leithid luaths agus cuideam sruth adhair;
3) Fon dòigh tar-chuir ìre bhalbhaichean, tha teicneòlas leudachaidh trast-thomhas fàs criostal silicon carbide air leth duilich;
4) Tha cruas silicon carbide faisg air sin daoimean, agus tha dòighean gearraidh, bleith agus snasadh duilich.
wafers epitaxial SiC: mar as trice air an dèanamh le modh tasgaidh cheimigeach vapor (CVD). A rèir diofar sheòrsaichean dopaidh, tha iad air an roinn ann an wafers epitaxial n-seòrsa agus p-seòrsa. Faodaidh Hantian Tiancheng dachaigheil agus Dongguan Tianyu wafers epitaxial SiC 4-òirleach / 6-òirleach a thoirt seachad mu thràth. Airson SiC epitaxy, tha e duilich smachd a chumail air anns an raon bholtachd àrd, agus tha buaidh nas motha aig càileachd SiC epitaxy air innealan SiC. A bharrachd air an sin, tha uidheamachd epitaxial air a monopolachadh leis na ceithir prìomh chompanaidhean sa ghnìomhachas: Axitron, LPE, TEL agus Nuflare.
Silicon carbide epitaxialTha wafer a’ toirt iomradh air wafer silicon carbide anns a bheil film criostail singilte (ciseal epitaxial) le riatanasan sònraichte agus an aon rud ris an t-substrate criostal air fhàs air an t-substrate carbide silicon tùsail. Bidh fàs epitaxial sa mhòr-chuid a’ cleachdadh uidheamachd CVD (Tasgaidh Cheimigeach Vapor, ) no uidheamachd MBE (Molecular Beam Epitaxy). Leis gu bheil innealan carbide silicon air an dèanamh gu dìreach anns an t-sreath epitaxial, tha càileachd an t-sreath epitaxial a ’toirt buaidh dhìreach air coileanadh agus toradh an inneil. Mar a tha an bholtadh a tha a 'seasamh an aghaidh coileanadh an inneil a' sìor dhol am meud, bidh tiugh an t-sreath epitaxial co-fhreagarrach a 'fàs nas doimhne agus bidh an smachd a' fàs nas duilghe. nuair a tha an bholtadh eadar 1200-1700V, tha an tighead còmhdach epitaxial riatanach a’ ruighinn 10-15 micron. Ma ruigeas an bholtachd barrachd air 10,000 volts, dh’ fhaodadh gum bi feum air tiugh còmhdach epitaxial de chòrr air 100 micron. Mar a tha tiugh an t-sreath epitaxial a 'sìor dhol am meud, tha e a' sìor fhàs doirbh smachd a chumail air tighead agus seasmhachd èideadh agus dùmhlachd easbhaidhean.
Innealan SiC: Gu h-eadar-nàiseanta, tha 600 ~ 1700V SiC SBD agus MOSFET air an gnìomhachas. Bidh na toraidhean prìomh-shruthach ag obair aig ìrean bholtachd fo 1200V agus gu sònraichte a’ gabhail ri pacadh TO. A thaobh prìsean, tha prìs thoraidhean SiC air a’ mhargaidh eadar-nàiseanta timcheall air 5-6 tursan nas àirde na an co-aoisean Si. Ach, tha prìsean a’ dol sìos aig ìre bhliadhnail de 10%. le leudachadh air stuthan shuas an abhainn agus cinneasachadh innealan anns an ath 2-3 bliadhna, meudaichidh solar a’ mhargaidh, a’ leantainn gu tuilleadh lughdachaidhean prìsean. Thathas an dùil, nuair a ruigeas a’ phrìs 2-3 tursan nas àirde na toraidhean Si, gum bi na buannachdan a thig bho chosgaisean siostam nas ìsle agus coileanadh nas fheàrr a’ toirt air SiC a bhith a’ fuireach ann am margaidh innealan Si.
Tha pacadh traidiseanta stèidhichte air fo-stratan stèidhichte air silicon, fhad ‘s a tha stuthan semiconductor treas ginealach a’ feumachdainn dealbhadh gu tur ùr. Faodaidh cleachdadh structaran pacaidh traidiseanta stèidhichte air silicon airson innealan cumhachd bann-leathann cùisean agus dùbhlain ùra a thoirt a-steach co-cheangailte ri tricead, riaghladh teirmeach, agus earbsachd. Tha innealan cumhachd SiC nas mothachail air comas dìosganach agus inductance. An coimeas ri innealan Si, tha astaran tionndaidh nas luaithe aig sgoltagan cumhachd SiC, a dh ’fhaodadh leantainn gu cus thairis, oscillation, barrachd call suidse, agus eadhon mì-ghnàthachadh innealan. A bharrachd air an sin, bidh innealan cumhachd SiC ag obair aig teòthachd nas àirde, a’ feumachdainn dòighean riaghlaidh teirmeach nas adhartaiche.
Chaidh measgachadh de dhiofar structaran a leasachadh ann an raon pacaidh cumhachd semiconductor bann-leathann. Chan eil pacadh modal cumhachd traidiseanta stèidhichte air Si iomchaidh tuilleadh. Gus fuasgladh fhaighinn air duilgheadasan paramadairean àrd dìosganach agus droch èifeachdas sgaoilidh teas ann am pacadh modal cumhachd traidiseanta stèidhichte air SiC, bidh pacadh modal cumhachd SiC a ’gabhail ri eadar-cheangal gun uèir agus teicneòlas fuarachaidh taobh dùbailte san structar aige, agus cuideachd a’ gabhail ris na stuthan substrate le teirmeach nas fheàrr. giùlan, agus dh’ fheuch e ri capacitors dì-cheangail, mothachairean teòthachd / gnàthach fhilleadh a-steach, agus cuairtean dràibhidh a-steach do structar a’ mhodal, agus leasaich iad grunn theicneòlasan pacaidh mhodalan eadar-dhealaichte. A bharrachd air an sin, tha cnapan-starra teicnigeach àrd ann a thaobh saothrachadh innealan SiC agus tha cosgaisean cinneasachaidh àrd.
Bithear a’ dèanamh innealan silicon carbide le bhith a’ tasgadh fillidhean epitaxial air substrate carbide sileacain tro CVD. Tha am pròiseas a’ toirt a-steach glanadh, oxidation, photolithography, etching, toirt air falbh photoresist, cuir a-steach ian, tasgadh bhalbhaichean ceimigeach de silicon nitride, snasadh, sputtering, agus ceumannan giullachd às deidh sin gus structar an inneil a chruthachadh air substrate criostail singilte SiC. Tha prìomh sheòrsan innealan cumhachd SiC a’ toirt a-steach diodes SiC, transistors SiC, agus modalan cumhachd SiC. Air sgàth factaran leithid astar cinneasachaidh stuthan slaodach suas an abhainn agus ìrean toraidh ìosal, tha cosgaisean saothrachaidh gu math àrd aig innealan carbide silicon.
A bharrachd air an sin, tha duilgheadasan teicnigeach sònraichte aig saothrachadh innealan carbide silicon:
1) Feumar pròiseas sònraichte a leasachadh a tha co-chòrdail ri feartan stuthan silicon carbide. Mar eisimpleir: Tha ìre leaghaidh àrd aig SiC, a tha a’ fàgail sgaoileadh teirmeach traidiseanta neo-èifeachdach. Feumar dòigh dòpaidh cuir a-steach ian a chleachdadh agus smachd ceart a chumail air paramadairean leithid teòthachd, ìre teasachaidh, fad, agus sruthadh gas; Tha SiC neo-sheasmhach do fhuasglaidhean ceimigeach. Bu chòir dòighean leithid sgrìobadh tioram a chleachdadh, agus bu chòir stuthan masg, measgachadh gas, smachd air leathad balla-taobh, ìre sgudail, garbhachd balla-taobh, msaa a leasachadh agus a leasachadh;
2) Feumaidh saothrachadh electrodan meatailt air wafers carbide sileaconach strì an aghaidh conaltraidh fo 10-5Ω2. Tha droch sheasmhachd teirmeach aig na stuthan electrode a choinnicheas ri riatanasan, Ni agus Al, os cionn 100 ° C, ach tha seasmhachd teirmeach nas fheàrr aig Al / Ni. Tha an aghaidh conaltraidh sònraichte de stuth electrode co-dhèanta / W / Au 10-3Ω2 nas àirde;
3) Tha caitheamh gearraidh àrd aig SiC, agus tha cruas SiC san dàrna àite a-mhàin ri daoimean, a tha a’ cur air adhart riatanasan nas àirde airson gearradh, bleith, snasadh agus teicneòlasan eile.
A bharrachd air an sin, tha e nas duilghe innealan cumhachd carbide silicon trench a dhèanamh. A rèir diofar structaran innealan, faodar innealan cumhachd silicon carbide a roinn sa mhòr-chuid ann an innealan planar agus innealan trench. Tha deagh sheasmhachd aonad agus pròiseas saothrachaidh sìmplidh aig innealan cumhachd planar silicon carbide, ach tha iad buailteach do bhuaidh JFET agus tha comas dìosganach àrd aca agus strì an-aghaidh stàite. An coimeas ri innealan planar, tha cunbhalachd aonad nas ìsle aig innealan cumhachd trench silicon carbide agus tha pròiseas saothrachaidh nas iom-fhillte aca. Ach, tha structar na trench cuideachail airson dùmhlachd aonad an uidheim àrdachadh agus chan eil e cho dualtach buaidh JFET a thoirt gu buil, a tha buannachdail airson fuasgladh fhaighinn air duilgheadas gluasad seanail. Tha feartan sàr-mhath aige leithid dìon beag, comas dìosganach beag, agus caitheamh lùtha ìosal. Tha buannachdan mòra cosgais is coileanaidh aige agus tha e air a thighinn gu bhith na phrìomh stiùireadh airson leasachadh innealan cumhachd silicon carbide. A rèir làrach-lìn oifigeil Rohm, chan eil structar ROHM Gen3 (structar Gen1 Trench) ach 75% de raon chip Gen2 (Plannar2), agus tha an-aghaidh structar ROHM Gen3 air a lughdachadh 50% fon aon mheud chip.
Tha substrate silicon carbide, epitaxy, ceann aghaidh, cosgaisean R&D agus feadhainn eile a’ dèanamh suas 47%, 23%, 19%, 6% agus 5% de chosgais saothrachaidh innealan carbide silicon fa leth.
Mu dheireadh, cuiridh sinn fòcas air a bhith a’ briseadh sìos cnapan-starra teicnigeach fo-stratan ann an sreath gnìomhachas carbide silicon.
Tha pròiseas cinneasachaidh substrates silicon carbide coltach ris an fhear a tha ann am fo-stratan stèidhichte air silicon, ach nas duilghe.
Tha pròiseas saothrachaidh substrate silicon carbide mar as trice a’ toirt a-steach synthesis stuthan amh, fàs criostal, giollachd ingot, gearradh ingot, bleith wafer, snasadh, glanadh agus ceanglaichean eile.
Tha an ìre fàis criostail aig cridhe a’ phròiseis gu lèir, agus tha an ceum seo a’ dearbhadh feartan dealain an t-substrate silicon carbide.
Tha stuthan silicon carbide duilich fàs anns an ìre leaghaidh fo chumhachan àbhaisteach. Tha an dòigh fàis ìre bhalbhaichean a tha mòr-chòrdte sa mhargaidh an-diugh le teòthachd fàis os cionn 2300 ° C agus feumaidh e smachd mionaideach air an teòthachd fàis. Tha am pròiseas obrachaidh gu lèir cha mhòr duilich fhaicinn. Bidh mearachd beag a’ leantainn gu sgrìobadh toraidh. An coimeas ri sin, chan fheum stuthan silicon ach 1600 ℃, a tha mòran nas ìsle. Tha duilgheadasan ann cuideachd le bhith ag ullachadh substrates silicon carbide leithid fàs slaodach criostail agus riatanasan cruth criostail àrd. Bheir fàs wafer silicon carbide timcheall air 7 gu 10 latha, agus cha toir tarraing slat silicon ach 2 latha gu leth. A bharrachd air an sin, tha silicon carbide na stuth aig a bheil cruas san dàrna àite a-mhàin dha daoimean. Caillidh e mòran aig àm gearradh, bleith, agus snasadh, agus chan eil an co-mheas toraidh ach 60%.
Tha fios againn gur e an gluasad meud substrates silicon carbide a mheudachadh, mar a tha am meud a ’sìor dhol am meud, tha na riatanasan airson teicneòlas leudachaidh trast-thomhas a’ fàs nas àirde agus nas àirde. Feumaidh e measgachadh de dhiofar eileamaidean smachd teignigeach gus fàs ath-aithriseach de chriostalan a choileanadh.
Ùine puist: Cèitean-22-2024