וואָס זענען די טעכניש באַריערז צו סיליציום קאַרבידע?Ⅱ

די טעכניש שוועריקייטן אין סטאַביל מאַסע-פּראַדוסינג הויך-קוואַליטעט סיליציום קאַרבידע ווייפערז מיט סטאַביל פאָרשטעלונג אַרייַננעמען:

1) זינט קריסטאַלז דאַרפֿן צו וואַקסן אין אַ הויך-טעמפּעראַטור געחתמעט סוויווע העכער 2000 ° C, די טעמפּעראַטור קאָנטראָל רעקווירעמענץ זענען גאָר הויך;
2) זינט סיליציום קאַרבידע האט מער ווי 200 קריסטאַל סטראַקטשערז, אָבער בלויז אַ ביסל סטראַקטשערז פון איין-קריסטאַל סיליציום קאַרבידע זענען די פארלאנגט סעמיקאַנדאַקטער מאַטעריאַלס, די סיליציום-צו-טשאַד פאַרהעלטעניש, גראָוט טעמפּעראַטור גראַדיענט, און קריסטאַל וווּקס דאַרפֿן צו זיין גענוי קאַנטראָולד בעשאַס די קריסטאַל וווּקס פּראָצעס. פּאַראַמעטערס אַזאַ ווי גיכקייַט און לופט לויפן דרוק;
3) אונטער די פארע פאַסע טראַנסמיסיע אופֿן, די דיאַמעטער יקספּאַנשאַן טעכנאָלאָגיע פון ​​סיליציום קאַרבידע קריסטאַל וווּקס איז גאָר שווער;
4) די כאַרדנאַס פון סיליציום קאַרבידע איז נאָענט צו די פון דימענט, און קאַטינג, גרינדינג און פּאַלישינג טעקניקס זענען שווער.

SiC עפּיטאַקסיאַל ווייפערז: יוזשאַוואַלי מאַניאַפאַקטשערד דורך כעמישער פארע דעפּאַזישאַן (CVD) אופֿן. לויט פאַרשידענע דאָפּינג טייפּס, זיי זענען צעטיילט אין n-טיפּ און פּ-טיפּ עפּיטאַקסיאַל ווייפערז. דינער Hantian Tiancheng און Dongguan Tianyu קענען שוין צושטעלן 4-אינטש/6-אינטש סיק עפּיטאַקסיאַל ווייפערז. פֿאַר SiC עפּיטאַקסי, עס איז שווער צו קאָנטראָלירן אין די הויך-וואָולטידזש פעלד, און די קוואַליטעט פון SiC עפּיטאַקסי האט אַ גרעסערע פּראַל אויף SiC דעוויסעס. דערצו, עפּיטאַקסיאַל ויסריכט איז מאַנאַפּאַלייזד דורך די פיר לידינג קאָמפּאַניעס אין די אינדוסטריע: Axitron, LPE, TEL און Nuflare.

סיליציום קאַרבידע עפּיטאַקסיאַלווייפער רעפערס צו אַ סיליציום קאַרבידע ווייפער אין וואָס אַ איין קריסטאַל פילם (עפּיטאַקסיאַל שיכטע) מיט זיכער באדערפענישן און די זעלבע ווי די סאַבסטרייט קריסטאַל איז דערוואַקסן אויף דער אָריגינעל סיליציום קאַרבידע סאַבסטרייט. עפּיטאַקסיאַל גראָוט ניצט דער הויפּט CVD (כעמיש פארע דעפּאָסיטיאָן, ) ויסריכט אָדער MBE (מאָלעקולאַר שטראַל עפּיטאַקסי) ויסריכט. זינט סיליציום קאַרבידע דעוויסעס זענען מאַניאַפאַקטשערד גלייַך אין די עפּיטאַקסיאַל שיכטע, די קוואַליטעט פון די עפּיטאַקסיאַל שיכטע אַפעקץ די פאָרשטעלונג און טראָגן פון די מיטל. ווי די וואָולטידזש וויטסטאַנד פאָרשטעלונג פון די מיטל האלט צו פאַרגרעסערן, די גרעב פון די קאָראַספּאַנדינג עפּיטאַקסיאַל שיכטע ווערט טיקער און די קאָנטראָל ווערט מער שווער. אין אַלגעמיין, ווען די וואָולטידזש איז אַרום 600 וו, די פארלאנגט עפּיטאַקסיאַל שיכטע גרעב איז וועגן 6 מייקראַנז; ווען די וואָולטידזש איז צווישן 1200-1700 וו, די פארלאנגט עפּיטאַקסיאַל שיכטע גרעב ריטשאַז 10-15 מייקראַנז. אויב די וואָולטידזש ריטשאַז מער ווי 10,000 וואלטס, אַן עפּיטאַקסיאַל שיכטע גרעב פון מער ווי 100 מייקראַנז קען זיין פארלאנגט. ווי די גרעב פון די עפּיטאַקסיאַל שיכטע האלט צו פאַרגרעסערן, עס ווערט ינקריסינגלי שווער צו קאָנטראָלירן גרעב און רעסיסטיוויטי יונאַפאָרמאַטי און כיסאָרן געדיכטקייַט.

SiC דעוויסעס: ינטערנאַשאַנאַלי, 600 ~ 1700V SiC SBD און MOSFET זענען ינדאַסטריאַלייזד. די מיינסטרים פּראָדוקטן אַרבעטן אין וואָולטידזש לעוועלס אונטער 1200 וו און בפֿרט אַדאַפּט TO פּאַקקאַגינג. אין טערמינען פון פּרייסינג, SiC פּראָדוקטן אויף די אינטערנאַציאָנאַלע מאַרק זענען פּרייסט אַרום 5-6 מאל העכער ווי זייער סי קאַונערפּאַרץ. אָבער, פּריסעס זענען דיקריסינג מיט אַ יערלעך קורס פון 10%. מיט די יקספּאַנשאַן פון אַפּסטרים מאַטעריאַלס און מיטל פּראָדוקציע אין די ווייַטער 2-3 יאָר, די מאַרק צושטעלן וועט פאַרגרעסערן, וואָס וועט פירן צו ווייַטער פּרייַז רידאַקשאַנז. עס איז דערוואַרט אַז ווען די פּרייַז ריטשאַז 2-3 מאל אַז פון סי פּראָדוקטן, די אַדוואַנטידזשיז געבראכט דורך רידוסט סיסטעם קאָס און ימפּרוווד פאָרשטעלונג וועט ביסלעכווייַז פירן SiC צו פאַרנעמען די מאַרק פּלאַץ פון סי דעוויסעס.
טראַדיציאָנעל פּאַקקאַגינג איז באזירט אויף סיליציום-באזירט סאַבסטרייץ, בשעת דריט-דור סעמיקאַנדאַקטער מאַטעריאַלס דאַרפן אַ גאָר נייַע פּלאַן. ניצן טראדיציאנעלן סיליציום-באזירט פּאַקקאַגינג סטראַקטשערז פֿאַר ברייט-באַנדגאַפּ מאַכט דעוויסעס קענען באַקענען נייַע ישוז און טשאַלאַנדזשיז שייַכות צו אָפטקייַט, טערמאַל פאַרוואַלטונג און רילייאַבילאַטי. SiC מאַכט דעוויסעס זענען מער שפּירעוודיק צו פּעראַסיטיק קאַפּאַסאַטאַנס און ינדאַקטאַנס. קאַמפּערד צו סי דעוויסעס, SiC מאַכט טשיפּס האָבן פאַסטער סוויטשינג ספּידז, וואָס קענען פירן צו אָוווערשאָאָט, אַסאַליישאַן, געוואקסן סוויטשינג לאָססעס און אפילו מאַלפאַנגקשאַנז פון די מיטל. דערצו, SiC מאַכט דעוויסעס אַרבעטן אין העכער טעמפּעראַטורעס, וואָס דאַרפן מער אַוואַנסירטע טערמאַל פאַרוואַלטונג טעקניקס.

א פאַרשיידנקייַט פון פאַרשידענע סטראַקטשערז זענען דעוועלאָפּעד אין די פעלד פון ברייט-באַנדגאַפּ סעמיקאַנדאַקטער מאַכט פּאַקקאַגינג. טראַדיציאָנעל סי-באזירט מאַכט מאָדולע פּאַקקאַגינג איז ניט מער פּאַסיק. אין סדר צו סאָלווע די פּראָבלעמס פון הויך פּעראַסיטיק פּאַראַמעטערס און נעבעך היץ דיסיפּיישאַן עפעקטיווקייַט פון טראדיציאנעלן סי-באזירט מאַכט מאָדולע פּאַקקאַגינג, SiC מאַכט מאָדולע פּאַקקאַגינג אַדאַפּץ וויירליס ינטערקאַנעקשאַן און טאָפּל-זייַט קאָאָלינג טעכנאָלאָגיע אין זייַן סטרוקטור, און אויך אַדאַפּץ די סאַבסטרייט מאַטעריאַלס מיט בעסער טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי, און געפרוווט צו ויסשטימען דעקאָופּלינג קאַפּאַסאַטערז, טעמפּעראַטור / קראַנט סענסאָרס און פאָר סערקאַץ אין די מאָדולע סטרוקטור, און דעוועלאָפּעד אַ פאַרשיידנקייַט פון פאַרשידענע מאָדולע פּאַקקאַגינג טעקנאַלאַדזשיז. דערצו, עס זענען הויך טעכניש באַריערז צו מאַנופאַקטורינג פון SiC מיטל און פּראָדוקציע קאָס זענען הויך.

סיליציום קאַרבידע דעוויסעס זענען געשאפן דורך דאַפּאַזיטינג עפּיטאַקסיאַל לייַערס אויף אַ סיליציום קאַרבידע סאַבסטרייט דורך CVD. דער פּראָצעס ינוואַלווז רייניקונג, אַקסאַדיישאַן, פאָטאָליטאָגראַפי, עטשינג, סטריפּינג פון פאָטאָרעסיסט, יאָן ימפּלאַנטיישאַן, כעמישער פארע דעפּאַזישאַן פון סיליציום ניטרידע, פּאַלישינג, ספּאַטערינג און סאַבסאַקוואַנט פּראַסעסינג סטעפּס צו פאָרעם די מיטל סטרוקטור אויף די סיק איין קריסטאַל סאַבסטרייט. הויפּט טייפּס פון SiC מאַכט דעוויסעס אַרייַננעמען SiC דיאָדעס, SiC טראַנזיסטערז און SiC מאַכט מאַדזשולז. רעכט צו סיבות אַזאַ ווי פּאַמעלעך אַפּסטרים מאַטעריאַל פּראָדוקציע גיכקייַט און נידעריק טראָגן רייץ, סיליציום קאַרבידע דעוויסעס האָבן לעפיערעך הויך מאַנופאַקטורינג קאָס.

אין אַדישאַן, די פּראָדוקציע פון ​​סיליציום קאַרבידע מיטל האט זיכער טעכניש שוועריקייטן:

1) עס איז נייטיק צו אַנטוויקלען אַ ספּעציפיש פּראָצעס וואָס איז קאָנסיסטענט מיט די טשאַראַקטעריסטיקס פון סיליציום קאַרבידע מאַטעריאַלס. פֿאַר בייַשפּיל: SiC האט אַ הויך מעלטינג פונט, וואָס מאכט טראדיציאנעלן טערמאַל דיפיוזשאַן יניפעקטיוו. עס איז נייטיק צו נוצן יאָן ימפּלאַנטיישאַן דאָפּינג אופֿן און אַקיעראַטלי קאָנטראָלירן פּאַראַמעטערס אַזאַ ווי טעמפּעראַטור, באַהיצונג קורס, געדויער, און גאַז לויפן; סיק איז ינערט צו כעמישער סאָלוואַנץ. מעטהאָדס אַזאַ ווי טרוקן עטשינג זאָל זיין געוויינט, און מאַסקע מאַטעריאַלס, גאַז מיקסטשערז, קאָנטראָל פון סידעוואַלל שיפּוע, עטשינג קורס, סיידוואַלל ראַפנאַס, אאז"ו ו זאָל זיין אָפּטימיזעד און דעוועלאָפּעד;
2) די מאַנופאַקטורינג פון מעטאַל ילעקטראָודז אויף סיליציום קאַרבידע ווייפערז ריקווייערז קאָנטאַקט קעגנשטעל אונטער 10-5Ω2. די ילעקטראָוד מאַטעריאַלס וואָס טרעפן די רעקווירעמענץ, Ni און Al, האָבן נעבעך טערמאַל פעסטקייַט העכער 100 ° C, אָבער Al / Ni האט בעסער טערמאַל פעסטקייַט. די קאָנטאַקט ספּעציפיש קעגנשטעל פון / וו / אַו קאַמפּאַזאַט ילעקטראָוד מאַטעריאַל איז 10-3Ω2 העכער;
3) SiC האט הויך קאַטינג טראָגן, און די כאַרדנאַס פון SiC איז רגע בלויז צו דימענט, וואָס לייגט העכער רעקווירעמענץ פֿאַר קאַטינג, גרינדינג, פּאַלישינג און אנדערע טעקנאַלאַדזשיז.

דערצו, טרענטש סיליציום קאַרבידע מאַכט דעוויסעס זענען מער שווער צו פּראָדוצירן. לויט צו פאַרשידענע מיטל סטראַקטשערז, סיליציום קאַרבידע מאַכט דיווייסאַז קענען זיין דער הויפּט צעטיילט אין פּלאַנער דעוויסעס און טרענטש דעוויסעס. פּלאַנאַר סיליציום קאַרבידע מאַכט דעוויסעס האָבן אַ גוט קאָנסיסטענסי פון די אַפּאַראַט און אַ פּשוט מאַנופאַקטורינג פּראָצעס, אָבער זענען פּראָנע צו JFET ווירקונג און האָבן הויך פּעראַסיטיק קאַפּאַסאַטאַנס און אויף-שטאַט קעגנשטעל. קאַמפּערד מיט פּלאַנער דעוויסעס, טרענטש סיליציום קאַרבידע מאַכט דעוויסעס האָבן אַ נידעריקער אַפּאַראַט קאָנסיסטענסי און האָבן אַ מער קאָמפּליצירט מאַנופאַקטורינג פּראָצעס. אָבער, די טרענטש סטרוקטור איז קאַנדוסיוו צו פאַרגרעסערן די געדיכטקייַט פון די מיטל אַפּאַראַט און איז ווייניקער מסתּמא צו פּראָדוצירן די JFET ווירקונג, וואָס איז וווילטויק צו סאָלווע די פּראָבלעם פון קאַנאַל מאָביליטי. עס האט ויסגעצייכנט פּראָפּערטיעס אַזאַ ווי קליין אויף-קעגנשטעל, קליין פּעראַסיטיק קאַפּאַסאַטאַנס און נידעריק סוויטשינג ענערגיע קאַנסאַמשאַן. עס האט באַטייטיק פּרייַז און פאָרשטעלונג אַדוואַנטידזשיז און איז געווארן די מיינסטרים ריכטונג פון דער אַנטוויקלונג פון סיליציום קאַרבידע מאַכט דעוויסעס. לויט דער באַאַמטער וועבזייטל פון Rohm, די ROHM Gen3 סטרוקטור (Gen1 Trench סטרוקטור) איז בלויז 75% פון די Gen2 (Plannar2) שפּאָן שטח, און די קעגנשטעל פון די ROHM Gen3 סטרוקטור איז רידוסט מיט 50% אונטער דער זעלביקער שפּאָן גרייס.

סיליציום קאַרבידע סאַבסטרייט, עפּיטאַקסי, פראָנט-סוף, ר & די הוצאות און אנדערע אַקאַונץ פֿאַר ריספּעקטיוולי 47%, 23%, 19%, 6% און 5% פון די מאַנופאַקטורינג קאָס פון סיליציום קאַרבידע דעוויסעס.

צום סוף, מיר וועלן פאָקוס אויף ברייקינג אַראָפּ די טעכניש באַריערז פון סאַבסטרייץ אין די סיליציום קאַרבידע אינדוסטריע קייט.

דער פּראָדוקציע פּראָצעס פון סיליציום קאַרבידע סאַבסטרייץ איז ענלעך צו אַז פון סיליציום-באזירט סאַבסטרייץ, אָבער מער שווער.
דער מאַנופאַקטורינג פּראָצעס פון סיליציום קאַרבידע סאַבסטרייט בכלל כולל רוי מאַטעריאַל סינטעז, קריסטאַל וווּקס, ינגגאַט פּראַסעסינג, ינגגאַט קאַטינג, ווייפער גרינדינג, פּאַלישינג, רייניקונג און אנדערע פֿאַרבינדונגען.
די קריסטאַל גראָוט בינע איז די האַרץ פון די גאנצע פּראָצעס, און דעם שריט דיטערמאַנז די עלעקטריקאַל פּראָפּערטיעס פון די סיליציום קאַרבידע סאַבסטרייט.

סיליציום קאַרבידע מאַטעריאַלס זענען שווער צו וואַקסן אין די פליסיק פאַסע אונטער נאָרמאַל טנאָים. די פארע פאַסע גראָוט אופֿן פאָלקס אין די מאַרק הייַנט האט אַ וווּקס טעמפּעראַטור העכער 2300 ° C און ריקווייערז גענוי קאָנטראָל פון די וווּקס טעמפּעראַטור. די גאנצע אָפּעראַציע פּראָצעס איז כּמעט שווער צו אָבסערווירן. א קליין טעות וועט פירן צו פּראָדוקט סקראַפּינג. אין פאַרגלייַך, סיליציום מאַטעריאַלס בלויז דאַרפן 1600 ℃, וואָס איז פיל נידעריקער. פּריפּערינג סיליציום קאַרבידע סאַבסטרייץ אויך פייסאַז שוועריקייטן אַזאַ ווי פּאַמעלעך קריסטאַל וווּקס און הויך קריסטאַל פאָרעם באדערפענישן. סיליציום קאַרבידע ווייפער וווּקס נעמט וועגן 7-10 טעג, בשעת סיליציום רוט פּולינג בלויז נעמט 2 און אַ האַלב טעג. דערצו, סיליציום קאַרבידע איז אַ מאַטעריאַל וועמענס כאַרדנאַס איז רגע בלויז צו דימענט. עס וועט פאַרלירן אַ פּלאַץ בעשאַס קאַטינג, גרינדינג און פּאַלישינג, און די רעזולטאַט פאַרהעלטעניש איז בלויז 60%.

מיר וויסן אַז דער גאַנג איז צו פאַרגרעסערן די גרייס פון סיליציום קאַרבידע סאַבסטרייץ, ווי די גרייס האלט צו פאַרגרעסערן, די באדערפענישן פֿאַר דיאַמעטער יקספּאַנשאַן טעכנאָלאָגיע ווערן העכער און העכער. עס ריקווייערז אַ קאָמבינאַציע פון ​​פאַרשידן טעכניש קאָנטראָל עלעמענטן צו דערגרייכן יטעראַטיוו וווּקס פון קריסטאַלז.