مستحڪم ڪارڪردگي سان اعلي معيار جي سلکان ڪاربائيڊ ويفرز کي مستحڪم طور تي وڏي پيماني تي پيدا ڪرڻ ۾ ٽيڪنيڪل مشڪلاتون شامل آهن:
1) جيئن ته ڪرسٽل کي 2000 ° C کان مٿي گرمي پد جي سيل ٿيل ماحول ۾ وڌڻ جي ضرورت آهي، درجه حرارت ڪنٽرول گهرجون انتهائي تيز آهن؛
2) جيئن ته سلڪون ڪاربائيڊ وٽ 200 کان وڌيڪ ڪرسٽل ڍانچيون آهن، پر سنگل-ڪرسٽل سلکان ڪاربائيڊ جون صرف چند اڏاوتون گهربل سيمڪانڊڪٽر مواد آهن، سلکان کان ڪاربان جو تناسب، واڌ جي درجه حرارت جي درجي بندي، ۽ ڪرسٽل جي واڌ ويجهڙائيءَ دوران صحيح طور تي ڪنٽرول ڪرڻ جي ضرورت آهي. کرسٽل جي ترقي جو عمل. پيٽرولر جهڙوڪ رفتار ۽ هوا جي وهڪري جو دٻاء؛
3) وانپ مرحلو ٽرانسميشن جو طريقو تحت، سلڪون ڪاربائڊ ڪرسٽل جي ترقي جي قطر وڌائڻ واري ٽيڪنالاجي انتهائي مشڪل آهي؛
4) سلڪون ڪاربائيڊ جي سختي هيرن جي ويجهو آهي، ۽ ڪٽڻ، پيسڻ ۽ پالش ڪرڻ جا طريقا مشڪل آهن.
SiC epitaxial wafers: عام طور تي ڪيميائي وانپ جمع (CVD) طريقي سان ٺهيل. مختلف ڊوپنگ قسمن جي مطابق، اهي ورهايل آهن ن-قسم ۽ پي-قسم جي ايپيٽيڪسيل ويفرز. گھربل Hantian Tiancheng ۽ Dongguan Tianyu اڳ ۾ ئي 4-inch / 6-inch SiC epitaxial wafers مهيا ڪري سگھن ٿا. SiC epitaxy لاء، اهو اعلي وولٹیج فيلڊ ۾ ڪنٽرول ڪرڻ ڏکيو آهي، ۽ سي سي ايپيٽيڪسي جي معيار جو سي سي ڊوائيسز تي وڏو اثر آهي. ان کان علاوه، epitaxial سامان صنعت ۾ چار معروف ڪمپنين پاران هٽايو ويو آهي: Axitron، LPE، TEL ۽ Nuflare.
Silicon carbide epitaxialويفر هڪ سلڪون ڪاربائيڊ ويفر ڏانهن اشارو ڪري ٿو جنهن ۾ هڪ واحد ڪرسٽل فلم (ايپيٽيڪسيل پرت) ڪجهه ضرورتن سان ۽ ساڳئي ريت سبسٽٽ ڪرسٽل اصل سلکان ڪاربائيڊ سبسٽريٽ تي پوکي ويندي آهي. Epitaxial واڌارو خاص طور تي CVD (ڪيميائي وانپ جمع ڪرڻ،) سامان يا MBE (ماليڪيولر بيم ايپيٽيڪسي) سامان استعمال ڪري ٿو. جيئن ته سلکان ڪاربائڊ ڊوائيسز سڌو سنئون ايپيٽيڪسيل پرت ۾ ٺاهيا ويا آهن، ايپيٽيڪسيل پرت جي معيار کي سڌو سنئون ڊوائيس جي ڪارڪردگي ۽ پيداوار تي اثر انداز ٿئي ٿو. جيئن ته ڊوائيس جي وولٽيج کي برداشت ڪرڻ جي ڪارڪردگي وڌندي رهي ٿي، لاڳاپيل ايپيٽيڪسيل پرت جي ٿلهي ٿي ويندي آهي ۽ ڪنٽرول وڌيڪ ڏکيو ٿي ويندو آهي. عام طور تي، جڏهن وولٹیج 600V جي ڀرسان آهي، گهربل epitaxial پرت جي ٿولهه اٽڪل 6 مائڪرون آهي؛ جڏهن وولٹیج 1200-1700V جي وچ ۾ آهي، گهربل epitaxial پرت جي ٿولهه 10-15 مائڪرن تائين پهچي ٿي. جيڪڏهن وولٹیج 10,000 وولٽس کان وڌيڪ پهچي وڃي ته 100 مائڪرن کان وڌيڪ جي epitaxial پرت جي ٿلهي جي ضرورت پوندي. جيئن جيئن epitaxial پرت جي ٿلهي وڌندي رهي ٿي، تيئن تيئن ٿلهي ۽ مزاحمتي هڪجهڙائي ۽ عيب جي کثافت کي ڪنٽرول ڪرڻ ڏکيو ٿيندو پيو وڃي.
SiC ڊوائيسز: بين الاقوامي طور تي، 600 ~ 1700V SiC SBD ۽ MOSFET صنعتي ڪيا ويا آهن. مکيه اسٽريم پروڊڪٽس 1200V کان هيٺ وولٹیج جي سطح تي ڪم ڪن ٿيون ۽ بنيادي طور تي TO پيڪنگنگ کي اپنائڻ. قيمت جي لحاظ کان، بين الاقوامي مارڪيٽ تي سي سي پروڊڪٽس جي قيمت تقريبا 5-6 ڀيرا وڌيڪ آهن انهن جي سي هم منصب کان. بهرحال، قيمتون 10٪ جي سالياني شرح تي گهٽجي رهيون آهن. ايندڙ 2-3 سالن ۾ اپ اسٽريم مواد ۽ ڊوائيس جي پيداوار جي توسيع سان، مارڪيٽ جي فراهمي ۾ اضافو ٿيندو، وڌيڪ قيمت گھٽائڻ جي ڪري. اهو توقع آهي ته جڏهن قيمت سي پروڊڪٽس جي 2-3 ڀيرا پهچي وڃي ٿي، سسٽم جي قيمتن ۾ گهٽتائي ۽ بهتر ڪارڪردگي سان لاڳاپا فائدا سست رفتاري سان سي ڊي ڊوائيسز جي مارڪيٽ جي جڳهه تي قبضو ڪرڻ لاء سي سي کي هلائي سگهندا.
روايتي پيڪنگنگ سلڪون تي ٻڌل سبسٽرن تي ٻڌل آهي، جڏهن ته ٽيون نسل سيمي ڪنڊڪٽر مواد مڪمل طور تي نئين ڊيزائن جي ضرورت آهي. وسيع بينڊ گيپ پاور ڊوائيسز لاء روايتي سلڪون تي ٻڌل پيڪنگنگ ڍانچي کي استعمال ڪندي نوان مسئلا ۽ چيلينج متعارف ڪرائي سگھن ٿا تعدد، حرارتي انتظام، ۽ اعتبار سان. سي سي پاور ڊوائيسز وڌيڪ حساس آهن پارسياتي ظرفيت ۽ انسائيڪلوپيڊيا لاء. سي ڊيوائسز جي مقابلي ۾، سي سي پاور چپس ۾ تيز سوئچنگ اسپيڊ هوندي آهي، جيڪا اوور شوٽ، اوسيليشن، سوئچنگ جي نقصانن، ۽ ان کان سواءِ ڊوائيس جي خرابين جي ڪري ٿي سگھي ٿي. اضافي طور تي، سي سي پاور ڊوائيسز وڌيڪ گرمي پد تي هلندا آهن، وڌيڪ ترقي يافته حرارتي انتظام جي ٽيڪنالاجي جي ضرورت هوندي آهي.
وسيع بينڊ گيپ سيمي ڪنڊڪٽر پاور پيڪنگنگ جي ميدان ۾ مختلف اڏاوتن جو هڪ قسم ٺاهيا ويا آهن. روايتي سي تي ٻڌل پاور ماڊل پيڪنگنگ هاڻي مناسب ناهي. روايتي Si-based پاور ماڊل پيڪنگنگ جي اعلي پرازياتي پيٽرولن ۽ خراب گرمي جي ضايع ڪرڻ جي ڪارڪردگي جي مسئلن کي حل ڪرڻ لاء، سي سي پاور ماڊل پيڪنگنگ ان جي جوڙجڪ ۾ وائرلیس ڪنيڪشن ۽ ڊبل سائڊ کولنگ ٽيڪنالاجي کي اپنائڻ، ۽ بھترين تھرمل سان گڏ ذيلي مواد کي پڻ اختيار ڪري ٿو. conductivity، ۽ decoupling capacitors، گرمي پد/موجوده sensors، ۽ ڊرائيو سرڪٽ کي ماڊل جي جوڙجڪ ۾ ضم ڪرڻ جي ڪوشش ڪئي، ۽ مختلف ماڊل پيڪنگنگ ٽيڪنالاجيز جو هڪ قسم تيار ڪيو. ان کان علاوه، سي سي ڊيوائس جي پيداوار لاء اعلي ٽيڪنيڪل رڪاوٽون آهن ۽ پيداوار جي قيمت اعلي آهن.
سلکان ڪاربائڊ ڊيوائسز سي وي ڊي ذريعي سلڪون ڪاربائيڊ سبسٽرٽ تي ايپيٽيڪسيل پرتون جمع ڪندي پيدا ڪيون وينديون آهن. پروسيس ۾ صفائي، آڪسائيڊريشن، فوٽووليٿوگرافي، ايچنگ، ڦوٽو ريسٽ جي اسٽريپنگ، آئن امپلانٽيشن، سلکان نائٽرائڊ جي ڪيميائي وانپ جمع ڪرڻ، پالش ڪرڻ، اسپٽرنگ، ۽ بعد ۾ پروسيسنگ مرحلا شامل آهن سي سي سي سنگل ڪرسٽل سبسٽٽ تي ڊوائيس جي جوڙجڪ ٺاهڻ لاء. سي سي پاور ڊوائيسز جي مکيه قسمن ۾ سي سي ڊيوڊس، سي سي ٽرانسسٽرز، ۽ سي سي پاور ماڊل شامل آهن. سببن جي ڪري سست اپ اسٽريم مواد جي پيداوار جي رفتار ۽ گهٽ پيداوار جي شرح، سلکان ڪاربائڊ ڊوائيسز نسبتا اعلي پيداوار جي قيمت آهن.
ان کان سواء، سلکان ڪاربائڊ ڊيوائس جي پيداوار ۾ ڪجهه ٽيڪنيڪل مشڪلاتون آهن:
1) اهو ضروري آهي ته هڪ مخصوص عمل کي ترقي ڪرڻ گهرجي جيڪا سلکان ڪاربائيڊ مواد جي خاصيتن سان مطابقت رکي ٿي. مثال طور: سي سي ۾ هڪ اعلي پگھلڻ وارو نقطو آهي، جيڪو روايتي حرارتي ڦهلائڻ کي غير موثر بڻائي ٿو. اهو ضروري آهي ته آئن امپلانٽيشن ڊاپنگ جو طريقو استعمال ڪيو وڃي ۽ صحيح طور تي ڪنٽرول پيٽرولر جهڙوڪ درجه حرارت، گرمي جي شرح، مدت، ۽ گئس جي وهڪري؛ سي سي ڪيميائي محلولن ۾ غير فعال آهي. طريقن جهڙوڪ خشڪ ايچنگ کي استعمال ڪيو وڃي، ۽ ماسڪ مواد، گيس مرکب، پاسي جي ڀت جي سلپ جو ڪنٽرول، ايچنگ جي شرح، پاسي جي ڀت جي خرابي، وغيره کي بهتر ۽ ترقي ڪرڻ گهرجي؛
2) سلکان ڪاربائيڊ ويفرز تي ڌاتو اليڪٽرروڊس جي پيداوار لاءِ 10-5Ω2 کان هيٺ رابطي جي مزاحمت جي ضرورت آهي. اليڪٽروڊ مواد جيڪي ضرورتن کي پورا ڪن ٿا، ني ۽ ال، 100 ° سي کان مٿي خراب حرارتي استحڪام آهي، پر Al/Ni بهتر حرارتي استحڪام آهي. /W/Au جامع الیکٹروڊ مواد جي رابطي جي مخصوص مزاحمت 10-3Ω2 وڌيڪ آهي؛
3) سي سي ۾ اعلي ڪٽڻ واري لباس آهي، ۽ سي سي جي سختي صرف هيرن کان ٻئي نمبر تي آهي، جيڪا ڪٽڻ، پيسڻ، پالش ڪرڻ ۽ ٻين ٽيڪنالاجي لاء اعلي گهرجن کي اڳتي وڌائي ٿو.
ان کان علاوه، خندق سلکان ڪاربائڊ پاور ڊوائيسز ٺاهڻ ۾ وڌيڪ ڏکيو آهي. مختلف ڊوائيسز جي جوڙجڪ موجب، silicon carbide بجلي ڊوائيسز بنيادي طور planar ڊوائيسز ۽ خندق ڊوائيسز ۾ ورهائي سگهجي ٿو. Planar silicon carbide power devices آهن سٺي يونٽ مستقل مزاجي ۽ سادو پيداواري عمل، پر اهي JFET اثر جو شڪار آهن ۽ انهن ۾ اعليٰ پارسيٽڪ ظرفيت ۽ رياستي مزاحمت آهي. پلانر ڊوائيسز جي مقابلي ۾، خندق سلکان ڪاربائڊ پاور ڊوائيسز ۾ گھٽ يونٽ جي استحڪام ۽ وڌيڪ پيچيده پيداوار وارو عمل آهي. بهرحال، خندق جي جوڙجڪ ڊوائيس يونٽ جي کثافت کي وڌائڻ لاء سازگار آهي ۽ JFET اثر پيدا ڪرڻ جو امڪان گهٽ آهي، جيڪو چينل جي متحرڪ جي مسئلي کي حل ڪرڻ لاء فائدي وارو آهي. ھن ۾ بھترين ملڪيتون آھن جھڙوڪ ننڍو آن-مزاحمت، ننڍو پاراسٽڪ ظرفيت، ۽ گھٽ سوئچنگ توانائي واپرائڻ. اهو اهم قيمت ۽ ڪارڪردگي فائدن آهي ۽ silicon carbide بجلي ڊوائيسز جي ترقي جي مکيه وهڪرو طرف بڻجي چڪو آهي. Rohm جي سرڪاري ويب سائيٽ جي مطابق، ROHM Gen3 ڍانچي (Gen1 Trench structure) Gen2 (Plannar2) چپ واري علائقي جو صرف 75٪ آهي، ۽ ROHM Gen3 ساخت جي مزاحمت تي 50٪ گھٽجي وئي آهي ساڳئي چپ سائيز جي تحت.
Silicon carbide substrate, epitaxy, front-end, R&D خرچ ۽ ٻيا حساب سان ترتيبوار 47%، 23%، 19%، 6% ۽ 5% سلکان ڪاربائيڊ ڊوائيسز جي پيداواري لاڳت جو.
آخرڪار، اسان سلکان ڪاربائڊ انڊسٽري زنجير ۾ ذيلي ذخيرو جي ٽيڪنيڪل رڪاوٽن کي ٽوڙڻ تي ڌيان ڏينداسين.
silicon carbide substrates جي پيداوار عمل silicon-based substrates جي ته ساڳي آهي، پر وڌيڪ ڏکيو.
سلڪون ڪاربائڊ سبسٽريٽ جي پيداوار جي عمل ۾ عام طور تي خام مال جي جوڙجڪ، ڪرسٽل جي واڌ، انگوٽ پروسيسنگ، انگوٽ ڪٽڻ، ويفر پيسڻ، پالش ڪرڻ، صفائي ۽ ٻيا لنڪ شامل آهن.
ڪرسٽل جي ترقي جو مرحلو سڄي عمل جو بنيادي حصو آهي، ۽ هي قدم سلکان ڪاربائڊ سبسٽريٽ جي برقي ملڪيت کي طئي ڪري ٿو.
Silicon carbide مواد عام حالتن هيٺ مائع مرحلي ۾ وڌڻ ڏکيو آهي. وانپ مرحلي جي ترقي جو طريقو اڄ مارڪيٽ ۾ مشهور آهي 2300 ° C کان مٿي وڌندڙ گرمي پد ۽ ترقي جي درجه حرارت جي درست ڪنٽرول جي ضرورت آهي. سڄي آپريشن جي عمل جو مشاهدو ڪرڻ لڳ ڀڳ ڏکيو آهي. ھڪڙو معمولي نقص پراڊڪٽ اسڪراپنگ جي اڳواڻي ڪندو. مقابلي ۾، سلڪون مواد صرف 1600 ℃ جي ضرورت آهي، جيڪا تمام گهٽ آهي. سلکان ڪاربائيڊ سبسٽرا تيار ڪرڻ ۾ مشڪلاتن کي منهن ڏيڻو پوي ٿو جهڙوڪ سست ڪرسٽل جي واڌ ۽ اعلي ڪرسٽل فارم گهرجن. Silicon carbide wafer جي واڌ ۾ اٽڪل 7 کان 10 ڏينهن لڳن ٿا، جڏهن ته سلڪون راڊ ڪڍڻ ۾ صرف 2 ۽ اڌ ڏينهن لڳن ٿا. ان کان سواء، سلڪون ڪاربائيڊ هڪ مواد آهي جنهن جي سختي صرف هيرن کان ٻئي نمبر تي آهي. اهو ڪٽڻ، پيسڻ ۽ پالش ڪرڻ دوران تمام گهڻو وڃائيندو، ۽ پيداوار جو تناسب صرف 60٪ آهي.
اسان ڄاڻون ٿا ته رجحان سلکان ڪاربائڊ ذيلي ذيلي ذخيرو جي سائيز کي وڌائڻ لاء آھي، جيئن سائيز وڌندي وڌندي رھي آھي، قطر جي توسيع ٽيڪنالاجي جي ضرورتن کان وڌيڪ ۽ اعلي ٿي رھيا آھن. ان کي مختلف ٽيڪنيڪل ڪنٽرول عناصر جي ميلاپ جي ضرورت آهي ته ڪرسٽل جي ٻيهر ترقي حاصل ڪرڻ لاء.
پوسٽ ٽائيم: مئي-22-2024