Is scannán tanaí criostail aonair ar leith é ciseal eipitacsach a fhásann ar shubstráit vaiféir trí phróiseas eipitacsach; tugtar vaiféir eipitacsach ar an vaiféar substráit agus ar an scannán eipitacsach le chéile. I measc na rudaí seo, nuair a fhásann ciseal eipitacsach carbóide sileacain ar shubstráit charbóide sileacain seoltaí, gintear vaiféir eipitacsach carbóide sileacain aonchineálach, ar féidir feistí cumhachta amhail dé-óidí Schottky, MOSFETanna, agus IGBTanna a mhonarú ina dhiaidh sin. Is é an cineál substráit is forleithne a úsáidtear ná an substráit 4H-SiC.
Ós rud é go ndéantar beagnach gach feiste a mhonarú ar shraitheanna eipitacsacha, bíonn tionchar suntasach ag cáilíocht na sraithe eipitacsacha ar fheidhmíocht na feiste. Mar sin féin, bíonn tionchar ag próiseáil criostail agus foshraithe ar cháilíocht na sraithe eipitacsacha, rud a chuireann i gcéim ríthábhachtach sa tionscal í agus a imríonn ról lárnach ina forbairt.
Áirítear ar na príomh-mhodhanna chun sraitheanna eipitacsacha charbaíde sileacain a ullmhú: taisceadh gaile; eipitacsú céime leachta (LPE); eipitacsú bhíoma móilíneach (MBE); agus taisceadh gaile ceimiceach (CVD). I measc na modhanna seo, is é an taisceadh gaile ceimiceach (CVD) an modh is forleithne a úsáidtear le haghaidh eipitacsú aonchineálach 4H-SiC. De ghnáth, úsáideann eipitacsú CVD 4H-SiC trealamh CVD, rud a chinntíonn leanúnachas struchtúr criostail 4H-SiC faoi theocht fáis arda.
I dtrealamh CVD, ní féidir an tsubstráit a chur go díreach ar dhromchla miotail ná é a chur ar bhonn le haghaidh taisceadh eipitacsach, toisc go mbíonn tionchar ag fachtóirí éagsúla air seo amhail treo sreafa an gháis (cothrománach, ingearach), teocht, brú, socrú, agus éilliú ó cháithníní a scaoileann. Dá bhrí sin, tá bonn tacaíochta ag teastáil; cuirtear an tsubstráit ar thráidire, agus déantar taisceadh eipitacsach ansin ar an tsubstráit ag baint úsáide as teicneolaíocht CVD. Is bonn graifíte atá brataithe le SiC an bonn tacaíochta seo.
Mar chomhpháirt lárnach, tá neart sonrach ard agus modúl sonrach ag an tsubstráit graifíte, chomh maith le friotaíocht mhaith in aghaidh turraing theirmeach agus creimeadh. Mar sin féin, le linn an táirgthe, bíonn an graifít faoi réir creimeadh agus sceitheadh púdair mar gheall ar gháis chreimneacha agus comhdhúile orgána-mhiotalacha iarmharacha, rud a laghdaíonn saolré seirbhíse an tsubstráit go suntasach. Ag an am céanna, is féidir leis an bpúdar graifíte sceite na sceallóga a éilliú. I dtáirgeadh vaiféir eipitacsacha charbaíde sileacain, tá sé ag éirí níos deacra na ceanglais atá ag éirí níos déine i gcónaí maidir le hábhair ghraifíte a chomhlíonadh, rud a chuireann srian mór ar a bhforbairt agus a bhfeidhmiú praiticiúil. Dá bhrí sin,teicneolaíocht sciathtá sé tagtha chun cinn mar réiteach.
Buntáistí a bhaineann le Bratuithe SiC sa Tionscal Leathsheoltóra
Caithfidh airíonna fisiceacha agus ceimiceacha sciath freastal ar riachtanais dhiana maidir le friotaíocht ardteochta agus creimeadh, toisc go mbíonn tionchar díreach acu seo ar thoradh agus ar shaolré an táirge. Tá neart ard, cruas ard, comhéifeacht íseal leathnúcháin theirmigh, agus seoltacht theirmeach den scoth ag ábhar SiC, rud a fhágann gur ábhar struchtúrach agus leathsheoltóra ardteochta ríthábhachtach é. Nuair a chuirtear i bhfeidhm é ar foshraitheanna graifíte, áirítear ar a bhuntáistí:
1) Tá SiC frithsheasmhach in aghaidh creimeadh agus is féidir leis an tsubstráit graifíte a ionchorprú go hiomlán. Coscann a dlús ard damáiste ó gháis chreimneacha.
2) Tá seoltacht theirmeach ard agus neart nasctha láidir ag SiC leis an tsubstráit graifíte, rud a chinntíonn go bhfanann an sciath slán fiú tar éis timthriallta teochta arda-íseal arís agus arís eile.
3) Tá cobhsaíocht cheimiceach den scoth ag SiC, rud a chuireann cosc ar theip sciath in atmaisféir ardteochta agus creimneach.
Ina theannta sin, éilíonn foirnéisí eipitacsacha atá déanta as ábhair éagsúla tráidirí graifíte le sonraíochtaí feidhmíochta sonracha. Caithfidh comhéifeacht leathnú teirmeach an ábhair graifíte a bheith comhoiriúnach le teocht fáis na foirnéise eipitacsach. Mar shampla, ós rud é go bhfuil teocht fáis eipitacsach charbaíde sileacain ard, tá gá le tráidirí a bhfuil ardleibhéal comhéifeacht leathnú teirmeach acu. Tá difríocht an-bheag idir comhéifeacht leathnú teirmeach SiC agus comhéifeacht graifíte, rud a fhágann gurb é an t-ábhar is fearr é chun dromchla foshraitheanna graifíte a sciathú.
Tá SiC ann i bhfoirmeacha criostail éagsúla, agus is iad na cineálacha 3C, 4H, agus 6H is coitianta faoi láthair, agus gach ceann acu ag freastal ar fheidhmeanna difriúla. Mar shampla, úsáidtear 4H-SiC chun gléasanna ardchumhachta a mhonarú; is é 6H-SiC an ceann is cobhsaí agus úsáidtear é chun gléasanna optoelectronic a mhonarú; agus úsáidtear 3C-SiC, mar gheall ar a chosúlacht struchtúrach le GaN, chun sraitheanna eipitacsacha GaN a tháirgeadh le haghaidh monarú gléasanna RF SiC-GaN. Tugtar β-SiC ar 3C-SiC go coitianta freisin. Feidhmchlár tábhachtach de β-SiC ná mar ábhar scannáin tanaí agus sciath; dá bhrí sin, is é β-SiC an príomhábhar a úsáidtear faoi láthair le haghaidh sciath.
Mar thomhaltán coitianta i dtáirgeadh leathsheoltóirí, úsáidtear bratuithe SiC go príomha i bpróisis ar nós ullmhú foshraithe, eipitacsaíocht, ocsaídiú agus idirleathadh, greanadh, agus ionchlannú ian. Caithfidh airíonna fisiceacha agus ceimiceacha an sciath freastal ar riachtanais dhiana maidir le friotaíocht ardteochta agus friotaíocht creimeadh, toisc go mbíonn tionchar díreach acu seo ar thoradh agus ar shaolré an táirge. Dá bhrí sin, tá ullmhú bratuithe SiC ríthábhachtach.
Próiseas chun Bratuithe Carbaíde Sileacain a Ullmhú
Faoi láthair, áirítear ar na príomh-mhodhanna chun bratuithe SiC a ullmhú an modh sol-glóthach, an modh leabú, sciath scuaibe, spraeáil plasma, imoibriú gaile ceimiceach (CVR), agus taisceadh gaile ceimiceach (CVD).
Modh Leabaithe
Is cineál sintéirithe stáit sholadaigh ardteochta é an modh seo. Úsáideann sé meascán de phúdar sileacain (Si) agus púdar carbóin (C) den chuid is mó mar an púdar leabaithe. Cuirtear foshraith graifíte laistigh den phúdar leabaithe agus déantar é a shintéiriú ag teochtaí arda in atmaisféar gáis támh, rud a chruthaíonn sciath SiC ar dhromchla an tsubstráit graifíte sa deireadh. Tá próiseas simplí agus greamaitheacht mhaith idir an sciath agus an tsubstráit ag baint leis an modh seo; áfach, taispeánann an sciath droch-aonfhoirmeacht feadh threo an tiús agus tá seans maith ann go bhforbróidh sé go leor póir, rud a fhágann go bhfuil friotaíocht ocsaídiúcháin bhocht aige.
Modh Cumhdaigh Scuab
Is éard atá i gceist leis an modh sciath scuaibe go príomha ná amhábhar leachtach a chur i bhfeidhm ar dhromchla an tsubstráit graifíte, agus ansin an t-ábhar a leigheas ag teocht shonrach chun an sciath a fhoirmiú. Tá an modh seo simplí agus cost-éifeachtach; áfach, taispeánann an sciath mar thoradh air sin greamaitheacht lag leis an tsubstráit, droch-aonfhoirmeacht, agus tá sé sách tanaí le friotaíocht íseal ocsaídiúcháin, rud a éilíonn modhanna forlíontacha.
Modh Spraeála Plasma
Baineann an modh spraeála plasma le gunna plasma a úsáid chun amhábhar leáite nó leathleáite a spraeáil ar dhromchla an tsubstráit ghraifíte, a sholadaíonn agus a nascann ansin chun sciath a fhoirmiú. Tá an modh seo simplí le hoibriú agus is féidir leis sciatha sileacain charbaíde sách dlúth a tháirgeadh; áfach, is minic a bhíonn na sciatha a eascraíonn as sin ró-thanaí, rud a fhágann go mbíonn friotaíocht bhocht ocsaídiúcháin ann. Dá bhrí sin, úsáidtear é go ginearálta chun sciatha ilchodacha SiC a ullmhú chun cáilíocht an sciath a fheabhsú.
Modh Glóthach-Sol
Is éard atá i gceist leis an modh glóthach-sol go príomha ná tuaslagán sol aonfhoirmeach, trédhearcach a ullmhú chun dromchla an tsubstráit a chóta. Tar éis é a thriomú ina ghlóthach, déantar an t-ábhar a shintéiriú chun an sciath a fhoirmiú. Tá an modh seo simplí le hoibriú agus tá sé réasúnta saor; áfach, bíonn míbhuntáistí ag baint leis na sciatha a eascraíonn as seo amhail friotaíocht íseal turraing theirmeach agus claonadh scoilteanna, rud a chuireann srian ar a n-úsáid fhorleathan.
Modh Imoibrithe Gaile Ceimicigh (CVR)
Úsáideann CVR púdair Si agus SiO₂ den chuid is mó chun gal SiO₂ a ghiniúint ag teochtaí arda, rud a spreagann sraith imoibrithe ceimiceacha ar dhromchla an tsubstráit Si chun sciath SiC a fhoirmiú. Nascann an sciath SiC a tháirgtear leis an modh seo go docht leis an tsubstráit; áfach, tá an teocht imoibrithe ard, agus tá an costas sách ard freisin.
Taisceadh Ceimiceach Gaile (CVD)
Is í CVD an phríomhtheicneolaíocht faoi láthair chun bratuithe SiC a ullmhú ar dhromchlaí foshraithe. Baineann an príomhphróiseas le sraith imoibrithe fisiceimiceacha idir imoibrithe gásacha agus dromchla an foshraithe, rud a fhágann go ndéantar sciath SiC a thaisceadh sa deireadh. Nascann bratuithe SiC a tháirgtear trí theicneolaíocht CVD go docht le dromchla an foshraithe agus is féidir leo friotaíocht ocsaídiúcháin agus friotaíocht abláithe an ábhair foshraithe a fheabhsú go héifeachtach; áfach, éilíonn an modh seo am taiscthe réasúnta fada, agus tá comhpháirteanna tocsaineacha áirithe sna gáis imoibrithe.
Treochtaí i mBratuithe SiC
Úsáidtear bratuithe SiC go príomha mar ábhair inchaite i ndéantúsaíocht leathsheoltóirí, agus áirítear ar na príomh-mhéadrachtaí feidhmíochta aonfhoirmeacht bratuithe, comhéifeacht leathnú teirmeach, agus seoltacht theirmeach. Cé go bhfuil éileamh suntasach intíre ar bratuithe SiC sa tSín, tá an teicneolaíocht fós neamhaibí. Thar lear, níl ach cuideachta amháin de chuid SAM ag feidhmiú sa réimse seo, agus tá a gcuid táirgí sách costasach.
Báid chriostailIs tomhaltáin iad a úsáidtear i dtáirgeadh eipitacsach ar féidir leo graifít atá brataithe le SiC a athsholáthar, cé go bhfuil an méid margaidh beag. Ina dhiaidh sin tá graifít atá brataithe le TaC, a thairgeann friotaíocht creimeadh ceimiceach níos fearr ná graifít lom nó graifít atá brataithe le SiC, ach tá sé thar a bheith costasach agus fós i gcéimeanna luatha forbartha. Faoi láthair, tá cuideachtaí intíre ar nósLiufang leathsheoltóra, Semicera, agusVetek Semiconductoratá i mbun T&F sa réimse seo.
Am an phoist: 20 Bealtaine 2026