Dhibaatooyinka farsamo ee ku yimaada waferada carbide-ka silicon ee tayo sare leh ee si joogto ah u soo saara tiro badan oo leh waxqabad deggan waxaa ka mid ah:
1) Maadaama kiristaalku u baahan yahay inay ku koraan jawi heerkul sare leh oo ka sarreeya 2000°C, shuruudaha xakamaynta heerkulka aad bay u sarreeyaan;
2) Maadaama carbide-ka silicon uu leeyahay in ka badan 200 oo qaab-dhismeed kiristaalo ah, laakiin qaabab yar oo ka kooban carbide silikoon ah oo keli ah ayaa ah walxaha semiconductor-ka ee loo baahan yahay, saamiga silicon-ilaa-kaarboon, heerka heerkulka koritaanka, iyo koritaanka kiristaalo ayaa loo baahan yahay in si sax ah loo xakameeyo inta lagu jiro habka koritaanka kiristaalo. Cabbirrada sida xawaaraha iyo cadaadiska socodka hawada;
3) Habka gudbinta marxaladda uumiga, tignoolajiyada ballaarinta dhexroorka ee koritaanka kiristaalka silikoon carbide aad bay u adag tahay;
4) Adkaanta carbide-ka silicon waxay u dhowdahay tan dheemanka, farsamooyinka jarista, shiididda, iyo nadiifinta ayaa adag.
Waferada epitaxial ee SiC: badanaa waxaa lagu sameeyaa habka kaydinta uumiga kiimikada (CVD). Sida laga soo xigtay noocyada kala duwan ee doping-ka, waxaa loo qaybiyaa waferada epitaxial ee nooca n-nooca iyo nooca p-nooca. Hantian Tiancheng iyo Dongguan Tianyu oo gudaha ah ayaa horey u bixin kara waferada epitaxial ee 4-inji/6-inji ah ee SiC. SiC epitaxy, way adag tahay in la xakameeyo goobta danab-sare leh, tayada SiC epitaxy waxay saameyn weyn ku leedahay aaladaha SiC. Intaa waxaa dheer, qalabka epitaxial waxaa maamula afarta shirkadood ee hormuudka ka ah warshadaha: Axitron, LPE, TEL iyo Nuflare.
Epitaxial-ka carbide-ka ee silikoonka ahWafer waxa loola jeedaa wafer silicon carbide ah oo hal filim kiristaal ah (lakab epitaxial) oo leh shuruudo gaar ah isla markaana la mid ah kiristaalka substrate-ka lagu beero substrate-ka silicon carbide-ka asalka ah. Kobaca Epitaxial wuxuu inta badan adeegsadaa qalabka CVD (Chemical Vapor Deposition, ) ama qalabka MBE (Molecular Beam Epitaxy). Maadaama aaladaha silicon carbide si toos ah loogu sameeyo lakabka epitaxial, tayada lakabka epitaxial si toos ah ayay u saamaysaa waxqabadka iyo wax soo saarka qalabka. Marka waxqabadka u adkeysiga danab ee qalabku uu sii kordho, dhumucda lakabka epitaxial ee u dhigma ayaa sii dhumuc weynaanaysa xakamayntana way sii adkaanaysaa. Guud ahaan, marka danabku uu yahay qiyaastii 600V, dhumucda lakabka epitaxial ee loo baahan yahay waa qiyaastii 6 microns; marka danabku uu u dhexeeyo 1200-1700V, dhumucda lakabka epitaxial ee loo baahan yahay waxay gaartaa 10-15 microns. Haddii danabku gaaro in ka badan 10,000 volts, dhumucda lakabka epitaxial ee ka badan 100 microns ayaa laga yaabaa in loo baahdo. Marka dhumucda lakabka epitaxial-ka ay sii kordho, way sii adkaanaysaa in la xakameeyo dhumucda iyo isku-dhafka iska caabinta iyo cufnaanta cilladaha.
Qalabka SiC: Caalami ahaan, 600~1700V SiC SBD iyo MOSFET waa la warshadeeyay. Badeecadaha caadiga ah waxay ku shaqeeyaan heerarka danabka ee ka hooseeya 1200V waxayna inta badan qaataan TO baakaynta. Marka la eego qiimaha, badeecooyinka SiC ee suuqa caalamiga ah waxaa lagu qiimeeyaa qiyaastii 5-6 jeer ka sarreeya kuwa dhiggooda ah ee Si. Si kastaba ha ahaatee, qiimuhu wuxuu hoos u dhacayaa heer sannadeed oo ah 10%. Iyadoo ballaarinta agabka kor u kaca iyo wax soo saarka qalabka 2-3 sano ee soo socda, sahayda suuqu way kordhi doontaa, taasoo horseedaysa qiimo dhimis dheeraad ah. Waxaa la filayaa marka qiimuhu gaaro 2-3 jeer ka badan badeecadaha Si, faa'iidooyinka ay keenaan kharashyada nidaamka oo yaraada iyo waxqabadka la hagaajiyay ayaa si tartiib tartiib ah u horseedi doona SiC inay qabsato booska suuqa ee aaladaha Si.
Baakadaha dhaqameedku waxay ku salaysan yihiin substrate-ka ku salaysan silicon, halka walxaha semiconductor-ka jiilka saddexaad ay u baahan yihiin naqshad gebi ahaanba cusub. Isticmaalka qaab-dhismeedka baakadaha ku salaysan silicon-ka dhaqameed ee aaladaha korontada ee ballaca ballaaran waxay soo bandhigi kartaa arrimo cusub iyo caqabado la xiriira soo noqnoqoshada, maaraynta kulaylka, iyo isku halaynta. Qalabka korontada ee SiC waxay aad ugu nugul yihiin awoodda dulinka iyo inductance. Marka la barbardhigo aaladaha Si, jajabyada awoodda ee SiC waxay leeyihiin xawaare beddelaad oo dhakhso badan, taas oo horseedi karta kor u kaca, gariirka, luminta beddelashada oo kordha, iyo xitaa cilladaha qalabka. Intaa waxaa dheer, aaladaha korontada ee SiC waxay ku shaqeeyaan heerkul sare, iyagoo u baahan farsamooyin maaraynta kulaylka oo horumarsan.
Qaab-dhismeedyo kala duwan ayaa laga sameeyay goobta baakadaha awoodda semiconductor-ka ballaaran. Baakadaha module-ka awoodda ee ku salaysan Si-ga dhaqameed ma aha kuwo ku habboon hadda. Si loo xalliyo dhibaatooyinka xuduudaha dulinka sare iyo hufnaanta kala-baxa kulaylka ee baakadaha module-ka awoodda ee ku salaysan Si-ga dhaqameed, baakadaha module-ka awoodda ee SiC waxay ku qaadataa isku-xirka wireless-ka iyo tignoolajiyada qaboojinta laba-dhinac ah qaab-dhismeedkeeda, waxayna sidoo kale qaadataa agabka substrate-ka oo leh hab-socod kuleyl oo wanaagsan, waxayna isku dayday inay isku-darto ka-saareyaasha kala-goynta, dareemayaasha heerkulka/hadda, iyo wareegyada wadista ee qaab-dhismeedka module-ka, waxayna soo saartay noocyo kala duwan oo tignoolajiyada baakadaha module-ka ah. Intaa waxaa dheer, waxaa jira caqabado farsamo oo sarreeya oo ku wajahan wax soo saarka qalabka SiC iyo kharashyada wax soo saarku way sarreeyaan.
Qalabka silikoon carbide waxaa lagu sameeyaa iyadoo lakabyada epitaxial lagu shubo substrate silicon carbide ah iyada oo loo marayo CVD. Hawshu waxay ku lug leedahay nadiifinta, oksaydhaynta, sawir-qaadista, xoqidda, xoqidda photoresist, beerista ion-ka, dhigista uumiga kiimikada ee nitride silicon, dhalaalinta, xoqidda, iyo tallaabooyinka farsamaynta ee xiga si loo sameeyo qaab-dhismeedka qalabka ee substrate-ka keli ah ee SiC. Noocyada ugu muhiimsan ee aaladaha awoodda SiC waxaa ka mid ah diode-yada SiC, transistors-ka SiC, iyo modules-ka awoodda SiC. Sababo la xiriira arrimo ay ka mid yihiin xawaaraha wax soo saarka walxaha oo gaabis ah iyo heerarka wax soo saarka oo hooseeya, aaladaha silikoon carbide waxay leeyihiin kharashyo wax soo saar oo sarreeya.
Intaa waxaa dheer, soo saarista qalabka carbide-ka silicon waxay leedahay dhibaatooyin farsamo qaarkood:
1) Waa lagama maarmaan in la sameeyo hab gaar ah oo la jaanqaadaya astaamaha walxaha carbide-ka silicon. Tusaale ahaan: SiC waxay leedahay dhibic dhalaal badan, taasoo ka dhigaysa faafinta kulaylka dhaqameed mid aan waxtar lahayn. Waa lagama maarmaan in la isticmaalo habka dawada lagu beero ion-ka iyo in si sax ah loo xakameeyo xuduudaha sida heerkulka, heerka kuleylka, muddada, iyo socodka gaaska; SiC waa mid aan la jaanqaadi karin dareerayaasha kiimikada. Waa in la isticmaalaa hababka sida qallajinta qalalan, waana in la mariyo walxaha maaskarada, isku darka gaaska, xakamaynta jiirada dhinaca, heerka qallajinta, qallafsanaanta dhinaca, iwm. waa in la hagaajiyaa oo la horumariyaa;
2) Soo saarista elektroodhada birta ah ee ku jira waferada carbide-ka silicon waxay u baahan tahay iska caabinta xiriirka oo ka hooseysa 10-5Ω2. Qalabka elektroodka ee buuxiya shuruudaha, Ni iyo Al, waxay leeyihiin xasillooni kuleyl oo liidata oo ka sarreysa 100°C, laakiin Al/Ni waxay leedahay xasillooni kuleyl oo ka wanaagsan. Iska caabbinta gaarka ah ee taabashada ee walxaha elektroodka isku-dhafan ee /W/Au waa 10-3Ω2 ka sarreeya;
3) SiC waxay leedahay jaritaan sare, adkaanta SiC-na waa tan labaad ee dheemanka, taas oo soo bandhigaysa shuruudo sare oo loogu talagalay jarista, shiididda, nadiifinta iyo teknoolojiyada kale.
Intaa waxaa dheer, aaladaha korontada ee silikoon carbide-ka ee godka ayaa aad u adag in la soo saaro. Sida laga soo xigtay qaab-dhismeedka qalabka kala duwan, aaladaha korontada ee silikoon carbide-ka waxaa inta badan loo qaybin karaa aaladaha planar iyo aaladaha godka. Qalabka korontada ee silikoon carbide-ka ee planar waxay leeyihiin isku-xirnaan unug oo wanaagsan iyo habka wax-soo-saarka fudud, laakiin waxay u nugul yihiin saamaynta JFET waxayna leeyihiin awood-siin dulin oo sare iyo iska caabin gobolka ah. Marka la barbar dhigo aaladaha planar, aaladaha korontada ee silikoon carbide-ka godka waxay leeyihiin isku-xirnaan unug oo hooseeya waxayna leeyihiin hab-soo-saar oo aad u adag. Si kastaba ha ahaatee, qaab-dhismeedka godka ayaa ku habboon kordhinta cufnaanta cutubka qalabka waxayna u badan tahay inay soo saarto saameynta JFET, taas oo faa'iido u leh xallinta dhibaatada dhaqdhaqaaqa kanaalka. Waxay leedahay sifooyin aad u fiican sida iska caabin yar oo dul-joog ah, awood-siin yar oo dulin ah, iyo isticmaalka tamarta oo hooseeya. Waxay leedahay faa'iidooyin kharash iyo waxqabad oo muhiim ah waxayna noqotay jihada ugu weyn ee horumarinta aaladaha korontada ee silikoon carbide. Sida laga soo xigtay bogga rasmiga ah ee Rohm, qaab-dhismeedka ROHM Gen3 (qaab-dhismeedka Gen1 Trench) waa 75% oo keliya aagga jajabka Gen2 (Plannar2), iska caabbinta qaab-dhismeedka ROHM Gen3-na waxaa hoos u dhacday 50% iyadoo la eegayo cabbirka jajabka.
Kharashyada qalabka carbide-ka ee silikoon, epitaxy, front-end, R&D iyo kuwa kale waxay u dhigmaan 47%, 23%, 19%, 6% iyo 5% kharashka wax soo saarka ee qalabka carbide-ka silikoon siday u kala horreeyaan.
Ugu dambeyntii, waxaan diiradda saari doonnaa jebinta caqabadaha farsamo ee substrate-ka silsiladda warshadaha carbide-ka ee silicon.
Habka wax soo saarka ee substrate-ka carbide-ka ee silicon wuxuu la mid yahay kan substrate-ka ku salaysan silicon, laakiin way ka adag tahay.
Habka wax soo saarka ee substrate silicon carbide guud ahaan waxaa ka mid ah isku-darka walxaha ceeriin ah, koritaanka kiristaalka, farsamaynta ingot, jarista ingot, shiididda wafer, nadiifinta, nadiifinta iyo xiriiro kale.
Marxaladda koritaanka kiristaalka ayaa ah xudunta geeddi-socodka oo dhan, tallaabadanina waxay go'aamisaa sifooyinka korantada ee substrate-ka silikoon carbide.
Agabka silikoon carbide way adag tahay in lagu koro marxaladda dareeraha xaaladaha caadiga ah. Habka koritaanka wejiga uumiga ee caanka ku ah suuqa maanta wuxuu leeyahay heerkul korriin oo ka sarreeya 2300°C wuxuuna u baahan yahay xakameyn sax ah oo heerkulka koritaanka ah. Habka hawlgalka oo dhan waa ku dhawaad adag in la arko. Khalad yar ayaa horseedi doona xoqidda badeecada. Marka la barbardhigo, agabka silikoonku wuxuu u baahan yahay oo keliya 1600℃, taas oo aad uga hooseysa. Diyaarinta substrate-ka silikoon carbide sidoo kale waxay la kulantaa dhibaatooyin sida koritaanka kiristaalka gaabiska ah iyo shuruudaha qaab kiristaalka sare. Kobaca wafer-ka silikoon carbide wuxuu qaataa qiyaastii 7 ilaa 10 maalmood, halka jiidista usha silikoonku ay qaadato oo keliya 2 maalmood iyo badh. Intaa waxaa dheer, silikoon carbide waa walax adag oo ka dambeysa dheemanka. Wax badan ayay waayi doontaa inta lagu jiro jarista, shiididda, iyo nadiifinta, saamiga wax soo saarkuna waa 60% oo keliya.
Waan ognahay in isbeddelku uu yahay in la kordhiyo cabbirka walxaha silikoon carbide, maadaama cabbirku sii kordhayo, shuruudaha tiknoolajiyada ballaarinta dhexroorka ayaa sii kordhaya. Waxay u baahan tahay isku-darka walxo kala duwan oo xakameyn farsamo si loo gaaro koboc soo noqnoqda oo kiristaal ah.
Waqtiga boostada: Maajo-22-2024