ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਲਈ ਤਕਨੀਕੀ ਰੁਕਾਵਟਾਂ ਕੀ ਹਨ?Ⅱ

ਸਥਿਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਉੱਚ-ਗੁਣਵੱਤਾ ਵਾਲੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਵੇਫਰਾਂ ਦੇ ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਉਤਪਾਦਨ ਵਿੱਚ ਤਕਨੀਕੀ ਮੁਸ਼ਕਲਾਂ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ:

1) ਕਿਉਂਕਿ ਕ੍ਰਿਸਟਲਾਂ ਨੂੰ 2000°C ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਸੀਲਬੰਦ ਵਾਤਾਵਰਣ ਵਿੱਚ ਵਧਣ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਤਾਪਮਾਨ ਨਿਯੰਤਰਣ ਦੀਆਂ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ;
2) ਕਿਉਂਕਿ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਵਿੱਚ 200 ਤੋਂ ਵੱਧ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਢਾਂਚੇ ਹਨ, ਪਰ ਸਿੰਗਲ-ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਦੀਆਂ ਸਿਰਫ਼ ਕੁਝ ਬਣਤਰਾਂ ਹੀ ਲੋੜੀਂਦੀਆਂ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਹਨ, ਇਸ ਲਈ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਤੋਂ-ਕਾਰਬਨ ਅਨੁਪਾਤ, ਵਿਕਾਸ ਤਾਪਮਾਨ ਗਰੇਡੀਐਂਟ, ਅਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਸਹੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ। ਗਤੀ ਅਤੇ ਹਵਾ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੇ ਦਬਾਅ ਵਰਗੇ ਮਾਪਦੰਡ;
3) ਵਾਸ਼ਪ ਪੜਾਅ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਵਿਧੀ ਦੇ ਤਹਿਤ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਾਧੇ ਦੀ ਵਿਆਸ ਵਿਸਥਾਰ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਬਹੁਤ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ;
4) ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਦੀ ਕਠੋਰਤਾ ਹੀਰੇ ਦੇ ਨੇੜੇ ਹੈ, ਅਤੇ ਕੱਟਣ, ਪੀਸਣ ਅਤੇ ਪਾਲਿਸ਼ ਕਰਨ ਦੀਆਂ ਤਕਨੀਕਾਂ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹਨ।

SiC ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਵੇਫਰ: ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਰਸਾਇਣਕ ਭਾਫ਼ ਜਮ੍ਹਾ (CVD) ਵਿਧੀ ਦੁਆਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਵੱਖ-ਵੱਖ ਡੋਪਿੰਗ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ n-ਟਾਈਪ ਅਤੇ p-ਟਾਈਪ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਵੇਫਰਾਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਘਰੇਲੂ ਹੰਟੀਅਨ ਤਿਆਨਚੇਂਗ ਅਤੇ ਡੋਂਗਗੁਆਨ ਤਿਆਨਯੂ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ 4-ਇੰਚ/6-ਇੰਚ SiC ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਵੇਫਰ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ। SiC ਐਪੀਟੈਕਸੀ ਲਈ, ਉੱਚ-ਵੋਲਟੇਜ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਇਸਨੂੰ ਕੰਟਰੋਲ ਕਰਨਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ, ਅਤੇ SiC ਐਪੀਟੈਕਸੀ ਦੀ ਗੁਣਵੱਤਾ ਦਾ SiC ਡਿਵਾਈਸਾਂ 'ਤੇ ਵਧੇਰੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਪੈਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਉਪਕਰਣਾਂ ਦਾ ਉਦਯੋਗ ਵਿੱਚ ਚਾਰ ਪ੍ਰਮੁੱਖ ਕੰਪਨੀਆਂ ਦੁਆਰਾ ਏਕਾਧਿਕਾਰ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ: ਐਕਸਿਟ੍ਰੌਨ, LPE, TEL ਅਤੇ Nuflare।

ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲਵੇਫਰ ਇੱਕ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਵੇਫਰ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਫਿਲਮ (ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਪਰਤ) ਕੁਝ ਖਾਸ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਦੇ ਨਾਲ ਅਤੇ ਸਬਸਟਰੇਟ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ, ਨੂੰ ਮੂਲ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ ਉਗਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਵਾਧਾ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ CVD (ਕੈਮੀਕਲ ਵਾਸ਼ਪ ਡਿਪੋਜ਼ੀਸ਼ਨ,) ਉਪਕਰਣ ਜਾਂ MBE (ਮੌਲੀਕਿਊਲਰ ਬੀਮ ਐਪੀਟੈਕਸੀ) ਉਪਕਰਣਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਉਪਕਰਣ ਸਿੱਧੇ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਪਰਤ ਵਿੱਚ ਬਣਾਏ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਪਰਤ ਦੀ ਗੁਣਵੱਤਾ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਡਿਵਾਈਸ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਅਤੇ ਉਪਜ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਡਿਵਾਈਸ ਦੀ ਵੋਲਟੇਜ ਸਹਿਣਸ਼ੀਲਤਾ ਵਧਦੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ, ਸੰਬੰਧਿਤ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਪਰਤ ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਮੋਟੀ ਹੋ ​​ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਨਿਯੰਤਰਣ ਹੋਰ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਜਦੋਂ ਵੋਲਟੇਜ ਲਗਭਗ 600V ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਲੋੜੀਂਦੀ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਪਰਤ ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਲਗਭਗ 6 ਮਾਈਕਰੋਨ ਹੁੰਦੀ ਹੈ; ਜਦੋਂ ਵੋਲਟੇਜ 1200-1700V ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਲੋੜੀਂਦੀ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਪਰਤ ਦੀ ਮੋਟਾਈ 10-15 ਮਾਈਕਰੋਨ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਵੋਲਟੇਜ 10,000 ਵੋਲਟ ਤੋਂ ਵੱਧ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ 100 ਮਾਈਕਰੋਨ ਤੋਂ ਵੱਧ ਦੀ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਪਰਤ ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਦੀ ਲੋੜ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਪਰਤ ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਵਧਦੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਮੋਟਾਈ ਅਤੇ ਰੋਧਕਤਾ ਇਕਸਾਰਤਾ ਅਤੇ ਨੁਕਸ ਘਣਤਾ ਨੂੰ ਕੰਟਰੋਲ ਕਰਨਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੁੰਦਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

SiC ਡਿਵਾਈਸਾਂ: ਅੰਤਰਰਾਸ਼ਟਰੀ ਪੱਧਰ 'ਤੇ, 600~1700V SiC SBD ਅਤੇ MOSFET ਦਾ ਉਦਯੋਗੀਕਰਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। ਮੁੱਖ ਧਾਰਾ ਦੇ ਉਤਪਾਦ 1200V ਤੋਂ ਘੱਟ ਵੋਲਟੇਜ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ TO ਪੈਕੇਜਿੰਗ ਨੂੰ ਅਪਣਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਕੀਮਤ ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ, ਅੰਤਰਰਾਸ਼ਟਰੀ ਬਾਜ਼ਾਰ ਵਿੱਚ SiC ਉਤਪਾਦਾਂ ਦੀ ਕੀਮਤ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ Si ਹਮਰੁਤਬਾ ਨਾਲੋਂ ਲਗਭਗ 5-6 ਗੁਣਾ ਵੱਧ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਕੀਮਤਾਂ 10% ਦੀ ਸਾਲਾਨਾ ਦਰ ਨਾਲ ਘਟ ਰਹੀਆਂ ਹਨ। ਅਗਲੇ 2-3 ਸਾਲਾਂ ਵਿੱਚ ਅਪਸਟ੍ਰੀਮ ਸਮੱਗਰੀ ਅਤੇ ਡਿਵਾਈਸ ਉਤਪਾਦਨ ਦੇ ਵਿਸਥਾਰ ਦੇ ਨਾਲ, ਮਾਰਕੀਟ ਸਪਲਾਈ ਵਧੇਗੀ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਕੀਮਤਾਂ ਵਿੱਚ ਹੋਰ ਕਮੀ ਆਵੇਗੀ। ਇਹ ਉਮੀਦ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਕਿ ਜਦੋਂ ਕੀਮਤ Si ਉਤਪਾਦਾਂ ਦੇ 2-3 ਗੁਣਾ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਘਟੀ ਹੋਈ ਸਿਸਟਮ ਲਾਗਤਾਂ ਅਤੇ ਬਿਹਤਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ ਲਿਆਂਦੇ ਗਏ ਫਾਇਦੇ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ SiC ਨੂੰ Si ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਬਾਜ਼ਾਰ ਸਥਾਨ 'ਤੇ ਕਬਜ਼ਾ ਕਰਨ ਲਈ ਪ੍ਰੇਰਿਤ ਕਰਨਗੇ।
ਰਵਾਇਤੀ ਪੈਕੇਜਿੰਗ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਤੀਜੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਨੂੰ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਨਵੇਂ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਵਾਈਡ-ਬੈਂਡਗੈਪ ਪਾਵਰ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਲਈ ਰਵਾਇਤੀ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਪੈਕੇਜਿੰਗ ਸਟ੍ਰਕਚਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨ ਨਾਲ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ, ਥਰਮਲ ਪ੍ਰਬੰਧਨ ਅਤੇ ਭਰੋਸੇਯੋਗਤਾ ਨਾਲ ਸਬੰਧਤ ਨਵੇਂ ਮੁੱਦੇ ਅਤੇ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਪੇਸ਼ ਆ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ। SiC ਪਾਵਰ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਪਰਜੀਵੀ ਸਮਰੱਥਾ ਅਤੇ ਇੰਡਕਟੈਂਸ ਪ੍ਰਤੀ ਵਧੇਰੇ ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। Si ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ, SiC ਪਾਵਰ ਚਿਪਸ ਵਿੱਚ ਤੇਜ਼ ਸਵਿਚਿੰਗ ਸਪੀਡ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਓਵਰਸ਼ੂਟ, ਓਸਿਲੇਸ਼ਨ, ਵਧੇ ਹੋਏ ਸਵਿਚਿੰਗ ਨੁਕਸਾਨ, ਅਤੇ ਇੱਥੋਂ ਤੱਕ ਕਿ ਡਿਵਾਈਸ ਖਰਾਬੀ ਵੀ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, SiC ਪਾਵਰ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨਾਂ 'ਤੇ ਕੰਮ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ, ਜਿਸ ਲਈ ਵਧੇਰੇ ਉੱਨਤ ਥਰਮਲ ਪ੍ਰਬੰਧਨ ਤਕਨੀਕਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

ਵਾਈਡ-ਬੈਂਡਗੈਪ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਪਾਵਰ ਪੈਕੇਜਿੰਗ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਕਈ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਢਾਂਚੇ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ। ਰਵਾਇਤੀ Si-ਅਧਾਰਿਤ ਪਾਵਰ ਮੋਡੀਊਲ ਪੈਕੇਜਿੰਗ ਹੁਣ ਢੁਕਵੀਂ ਨਹੀਂ ਹੈ। ਰਵਾਇਤੀ Si-ਅਧਾਰਿਤ ਪਾਵਰ ਮੋਡੀਊਲ ਪੈਕੇਜਿੰਗ ਦੇ ਉੱਚ ਪਰਜੀਵੀ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਅਤੇ ਮਾੜੀ ਗਰਮੀ ਦੇ ਨਿਪਟਾਰੇ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਦੀਆਂ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ, SiC ਪਾਵਰ ਮੋਡੀਊਲ ਪੈਕੇਜਿੰਗ ਆਪਣੀ ਬਣਤਰ ਵਿੱਚ ਵਾਇਰਲੈੱਸ ਇੰਟਰਕਨੈਕਸ਼ਨ ਅਤੇ ਡਬਲ-ਸਾਈਡ ਕੂਲਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਨੂੰ ਅਪਣਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਬਿਹਤਰ ਥਰਮਲ ਚਾਲਕਤਾ ਵਾਲੇ ਸਬਸਟਰੇਟ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਵੀ ਅਪਣਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਡੀਕਪਲਿੰਗ ਕੈਪੇਸੀਟਰ, ਤਾਪਮਾਨ/ਮੌਜੂਦਾ ਸੈਂਸਰ, ਅਤੇ ਡਰਾਈਵ ਸਰਕਟਾਂ ਨੂੰ ਮੋਡੀਊਲ ਢਾਂਚੇ ਵਿੱਚ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਕਰਨ ਦੀ ਕੋਸ਼ਿਸ਼ ਕੀਤੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਕਈ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦੀਆਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਮੋਡੀਊਲ ਪੈਕੇਜਿੰਗ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੀਆਂ ਹਨ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, SiC ਡਿਵਾਈਸ ਨਿਰਮਾਣ ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਤਕਨੀਕੀ ਰੁਕਾਵਟਾਂ ਹਨ ਅਤੇ ਉਤਪਾਦਨ ਲਾਗਤਾਂ ਉੱਚੀਆਂ ਹਨ।

ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਯੰਤਰ ਸੀਵੀਡੀ ਰਾਹੀਂ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਪਰਤਾਂ ਜਮ੍ਹਾ ਕਰਕੇ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ ਸਫਾਈ, ਆਕਸੀਕਰਨ, ਫੋਟੋਲਿਥੋਗ੍ਰਾਫੀ, ਐਚਿੰਗ, ਫੋਟੋਰੇਸਿਸਟ ਨੂੰ ਸਟ੍ਰਿਪ ਕਰਨਾ, ਆਇਨ ਇਮਪਲਾਂਟੇਸ਼ਨ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਨਾਈਟਰਾਈਡ ਦਾ ਰਸਾਇਣਕ ਭਾਫ਼ ਜਮ੍ਹਾ ਕਰਨਾ, ਪਾਲਿਸ਼ ਕਰਨਾ, ਸਪਟਰਿੰਗ, ਅਤੇ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ ਕਦਮ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ ਤਾਂ ਜੋ SiC ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ ਡਿਵਾਈਸ ਬਣਤਰ ਬਣਾਈ ਜਾ ਸਕੇ। SiC ਪਾਵਰ ਯੰਤਰਾਂ ਦੀਆਂ ਮੁੱਖ ਕਿਸਮਾਂ ਵਿੱਚ SiC ਡਾਇਓਡ, SiC ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ, ਅਤੇ SiC ਪਾਵਰ ਮੋਡੀਊਲ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ। ਹੌਲੀ ਅਪਸਟ੍ਰੀਮ ਸਮੱਗਰੀ ਉਤਪਾਦਨ ਗਤੀ ਅਤੇ ਘੱਟ ਉਪਜ ਦਰਾਂ ਵਰਗੇ ਕਾਰਕਾਂ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਯੰਤਰਾਂ ਦੀ ਨਿਰਮਾਣ ਲਾਗਤ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਉੱਚ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਡਿਵਾਈਸ ਨਿਰਮਾਣ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਤਕਨੀਕੀ ਮੁਸ਼ਕਲਾਂ ਹਨ:

1) ਇੱਕ ਖਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿਕਸਤ ਕਰਨਾ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ ਜੋ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੇ ਅਨੁਕੂਲ ਹੋਵੇ। ਉਦਾਹਰਣ ਵਜੋਂ: SiC ਦਾ ਪਿਘਲਣ ਬਿੰਦੂ ਉੱਚਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਰਵਾਇਤੀ ਥਰਮਲ ਪ੍ਰਸਾਰ ਨੂੰ ਬੇਅਸਰ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਆਇਨ ਇਮਪਲਾਂਟੇਸ਼ਨ ਡੋਪਿੰਗ ਵਿਧੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨਾ ਅਤੇ ਤਾਪਮਾਨ, ਹੀਟਿੰਗ ਦਰ, ਮਿਆਦ ਅਤੇ ਗੈਸ ਪ੍ਰਵਾਹ ਵਰਗੇ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਨੂੰ ਸਹੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਕੰਟਰੋਲ ਕਰਨਾ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ; SiC ਰਸਾਇਣਕ ਘੋਲਨ ਵਾਲਿਆਂ ਲਈ ਅਯੋਗ ਹੈ। ਸੁੱਕੀ ਐਚਿੰਗ ਵਰਗੇ ਤਰੀਕਿਆਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਮਾਸਕ ਸਮੱਗਰੀ, ਗੈਸ ਮਿਸ਼ਰਣ, ਸਾਈਡਵਾਲ ਢਲਾਣ ਦਾ ਨਿਯੰਤਰਣ, ਐਚਿੰਗ ਦਰ, ਸਾਈਡਵਾਲ ਖੁਰਦਰਾਪਨ, ਆਦਿ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲਿਤ ਅਤੇ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ;
2) ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਵੇਫਰਾਂ 'ਤੇ ਧਾਤ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਦੇ ਨਿਰਮਾਣ ਲਈ 10-5Ω2 ਤੋਂ ਘੱਟ ਸੰਪਰਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਲੋੜਾਂ ਪੂਰੀਆਂ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸਮੱਗਰੀ, Ni ਅਤੇ Al, ਦੀ 100°C ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਮਾੜੀ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਪਰ Al/Ni ਵਿੱਚ ਬਿਹਤਰ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। /W/Au ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸਮੱਗਰੀ ਦਾ ਸੰਪਰਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ 10-3Ω2 ਵੱਧ ਹੁੰਦਾ ਹੈ;
3) SiC ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਕਟਿੰਗ ਵੀਅਰ ਹੈ, ਅਤੇ SiC ਦੀ ਕਠੋਰਤਾ ਹੀਰੇ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਦੂਜੇ ਸਥਾਨ 'ਤੇ ਹੈ, ਜੋ ਕੱਟਣ, ਪੀਸਣ, ਪਾਲਿਸ਼ ਕਰਨ ਅਤੇ ਹੋਰ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਲਈ ਉੱਚ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਨੂੰ ਅੱਗੇ ਵਧਾਉਂਦੀ ਹੈ।

ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਟ੍ਰੈਂਚ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਪਾਵਰ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦਾ ਨਿਰਮਾਣ ਕਰਨਾ ਵਧੇਰੇ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਵੱਖ-ਵੱਖ ਡਿਵਾਈਸ ਬਣਤਰਾਂ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਪਾਵਰ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਨੂੰ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪਲੇਨਰ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਅਤੇ ਟ੍ਰੈਂਚ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਪਲੇਨਰ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਪਾਵਰ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਵਿੱਚ ਚੰਗੀ ਯੂਨਿਟ ਇਕਸਾਰਤਾ ਅਤੇ ਸਧਾਰਨ ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਪਰ JFET ਪ੍ਰਭਾਵ ਲਈ ਸੰਭਾਵਿਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਉੱਚ ਪਰਜੀਵੀ ਸਮਰੱਥਾ ਅਤੇ ਔਨ-ਸਟੇਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਪਲੇਨਰ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ, ਟ੍ਰੈਂਚ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਪਾਵਰ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਵਿੱਚ ਘੱਟ ਯੂਨਿਟ ਇਕਸਾਰਤਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇੱਕ ਵਧੇਰੇ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਟ੍ਰੈਂਚ ਬਣਤਰ ਡਿਵਾਈਸ ਯੂਨਿਟ ਘਣਤਾ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਅਨੁਕੂਲ ਹੈ ਅਤੇ JFET ਪ੍ਰਭਾਵ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਘੱਟ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਚੈਨਲ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਦੀ ਸਮੱਸਿਆ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਲਾਭਦਾਇਕ ਹੈ। ਇਸ ਵਿੱਚ ਛੋਟੇ ਔਨ-ਰੋਧ, ਛੋਟੇ ਪਰਜੀਵੀ ਸਮਰੱਥਾ, ਅਤੇ ਘੱਟ ਸਵਿਚਿੰਗ ਊਰਜਾ ਦੀ ਖਪਤ ਵਰਗੀਆਂ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਹਨ। ਇਸ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਲਾਗਤ ਅਤੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦੇ ਫਾਇਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਇਹ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਪਾਵਰ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਦੀ ਮੁੱਖ ਧਾਰਾ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਬਣ ਗਿਆ ਹੈ। ਰੋਹਮ ਦੀ ਅਧਿਕਾਰਤ ਵੈੱਬਸਾਈਟ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ROHM Gen3 ਢਾਂਚਾ (Gen1 Trench ਢਾਂਚਾ) Gen2 (Plannar2) ਚਿੱਪ ਖੇਤਰ ਦਾ ਸਿਰਫ 75% ਹੈ, ਅਤੇ ਉਸੇ ਚਿੱਪ ਆਕਾਰ ਦੇ ਅਧੀਨ ROHM Gen3 ਢਾਂਚੇ ਦਾ ਔਨ-ਰੋਧ 50% ਘੱਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਬਸਟਰੇਟ, ਐਪੀਟੈਕਸੀ, ਫਰੰਟ-ਐਂਡ, ਖੋਜ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਖਰਚੇ ਅਤੇ ਹੋਰ ਕ੍ਰਮਵਾਰ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਯੰਤਰਾਂ ਦੀ ਨਿਰਮਾਣ ਲਾਗਤ ਦਾ 47%, 23%, 19%, 6% ਅਤੇ 5% ਹਨ।

ਅੰਤ ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਉਦਯੋਗ ਲੜੀ ਵਿੱਚ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਦੇ ਤਕਨੀਕੀ ਰੁਕਾਵਟਾਂ ਨੂੰ ਤੋੜਨ 'ਤੇ ਧਿਆਨ ਕੇਂਦਰਿਤ ਕਰਾਂਗੇ।

ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਦੀ ਉਤਪਾਦਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ, ਪਰ ਵਧੇਰੇ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ।
ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਬਸਟਰੇਟ ਦੀ ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿੱਚ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦਾ ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ, ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਾਧਾ, ਇੰਗੋਟ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ, ਇੰਗੋਟ ਕੱਟਣਾ, ਵੇਫਰ ਪੀਸਣਾ, ਪਾਲਿਸ਼ ਕਰਨਾ, ਸਫਾਈ ਅਤੇ ਹੋਰ ਲਿੰਕ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।
ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਾਧੇ ਦਾ ਪੜਾਅ ਪੂਰੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦਾ ਮੁੱਖ ਹਿੱਸਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹ ਕਦਮ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਬਸਟਰੇਟ ਦੇ ਬਿਜਲੀ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਨੂੰ ਆਮ ਹਾਲਤਾਂ ਵਿੱਚ ਤਰਲ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ ਉਗਾਉਣਾ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਅੱਜ ਬਾਜ਼ਾਰ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਸਿੱਧ ਭਾਫ਼ ਪੜਾਅ ਵਿਕਾਸ ਵਿਧੀ ਦਾ ਵਿਕਾਸ ਤਾਪਮਾਨ 2300°C ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਹੈ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਸਹੀ ਨਿਯੰਤਰਣ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਪੂਰੀ ਸੰਚਾਲਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਦੇਖਣਾ ਲਗਭਗ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੈ। ਥੋੜ੍ਹੀ ਜਿਹੀ ਗਲਤੀ ਉਤਪਾਦ ਨੂੰ ਸਕ੍ਰੈਪ ਕਰਨ ਵੱਲ ਲੈ ਜਾਵੇਗੀ। ਇਸ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਨੂੰ ਸਿਰਫ 1600℃ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੈ। ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਨੂੰ ਤਿਆਰ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਹੌਲੀ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਅਤੇ ਉੱਚ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਰੂਪ ਦੀਆਂ ਜ਼ਰੂਰਤਾਂ ਵਰਗੀਆਂ ਮੁਸ਼ਕਲਾਂ ਦਾ ਸਾਹਮਣਾ ਕਰਨਾ ਪੈਂਦਾ ਹੈ। ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਵੇਫਰ ਦੇ ਵਾਧੇ ਵਿੱਚ ਲਗਭਗ 7 ਤੋਂ 10 ਦਿਨ ਲੱਗਦੇ ਹਨ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਸਿਲੀਕਾਨ ਰਾਡ ਨੂੰ ਖਿੱਚਣ ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ ਢਾਈ ਦਿਨ ਲੱਗਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਇੱਕ ਅਜਿਹੀ ਸਮੱਗਰੀ ਹੈ ਜਿਸਦੀ ਕਠੋਰਤਾ ਹੀਰੇ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਦੂਜੇ ਨੰਬਰ 'ਤੇ ਹੈ। ਇਹ ਕੱਟਣ, ਪੀਸਣ ਅਤੇ ਪਾਲਿਸ਼ ਕਰਨ ਦੌਰਾਨ ਬਹੁਤ ਕੁਝ ਗੁਆ ਦੇਵੇਗਾ, ਅਤੇ ਆਉਟਪੁੱਟ ਅਨੁਪਾਤ ਸਿਰਫ 60% ਹੈ।

ਅਸੀਂ ਜਾਣਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਰੁਝਾਨ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਦੇ ਆਕਾਰ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਦਾ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਆਕਾਰ ਵਧਦਾ ਜਾ ਰਿਹਾ ਹੈ, ਵਿਆਸ ਵਿਸਥਾਰ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀਆਂ ਲੋੜਾਂ ਵੱਧਦੀਆਂ ਜਾ ਰਹੀਆਂ ਹਨ। ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਦੁਹਰਾਉਣ ਵਾਲੇ ਵਾਧੇ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਤਕਨੀਕੀ ਨਿਯੰਤਰਣ ਤੱਤਾਂ ਦੇ ਸੁਮੇਲ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।