Durnukly öndürijiligi bilen durnukly köpçülikleýin öndürýän ýokary hilli kremniy karbid wafli tehniki kynçylyklary öz içine alýar:
1) Kristallar 2000 ° C-den ýokary ýokary temperaturaly möhürlenen gurşawda ösmeli bolansoň, temperatura gözegçilik talaplary gaty ýokary;
2) Silikon karbidiň 200-den gowrak kristal gurluşy bar, ýöne bir kristal kremniy karbidiň diňe birnäçe gurluşy zerur ýarymgeçiriji materiallar, kremniniň uglerod gatnaşygy, ösüş temperaturasy gradienti we kristalyň ösüşi takyk gözegçilikde saklanmalydyr. kristal ösüş prosesi.Tizlik we howa akymynyň basyşy ýaly parametrler;
3) Bug fazasyny geçiriş usuly boýunça, kremniý karbid kristalynyň ösmeginiň diametrini giňeltmek tehnologiýasy gaty kyn;
4) Silikon karbidiň gatylygy göwheriňkä ýakyn, kesmek, üwemek we ýuwmak usullary kyn.
SiC epitaksial wafli: adatça himiki bug çökdürmek (CVD) usuly bilen öndürilýär.Dopingiň dürli görnüşlerine görä, olar n görnüşli we p görnüşli epitaksial waflere bölünýärler.Içerki Hantian Týançeng we Dongguan Tianyu eýýäm 4 dýuým / 6 dýuýmlyk SiC epitaksial wafli bilen üpjün edip bilerler.SiC epitaksi üçin ýokary woltly meýdanda gözegçilik etmek kyn we SiC epitaksiýasynyň hili SiC enjamlaryna has uly täsir edýär.Mundan başga-da, epitaksial enjamlar pudagyň dört öňdebaryjy kompaniýasy: Axitron, LPE, TEL we Nuflare tarapyndan monopoliýa edilýär.
Silikon karbid epitaksialwafli, belli bir talaplary bolan we asyl kremniy karbid substratynda substrat kristaly bilen birmeňzeş kristal film (epitaksial gatlak) kremniy karbid wafli diýmekdir.Epitaksial ösüş esasan CVD (Himiki bug çöketligi) enjamlaryny ýa-da MBE (Molecular Beam Epitaxy) enjamlaryny ulanýar.Silikon karbid enjamlary epitaksial gatlakda gönüden-göni öndürilýändigi sebäpli, epitaksial gatlagyň hili enjamyň işleýşine we öndürijiligine gönüden-göni täsir edýär.Enjamyň naprýa; eniýesine çydamlylygy ýokarlanýarka, degişli epitaksial gatlagyň galyňlygy galyňlaşýar we gözegçilik has kynlaşýar. Umuman, naprýa 600eniýe 600V töweregi bolanda, zerur epitaksial gatlagyň galyňlygy 6 mikron töweregi;naprýa .eniýe 1200-1700V aralygynda bolanda, zerur epitaksial gatlagyň galyňlygy 10-15 mikrona ýetýär.Naprýatageeniýe 10,000 woltdan ýokary bolsa, 100 mikrondan gowrak galyň epitaksial gatlak zerur bolup biler.Epitaksial gatlagyň galyňlygy artmagy bilen, galyňlygy we garşylyk birmeňzeşligini we kemçilik dykyzlygyny dolandyrmak has kynlaşýar.
SiC enjamlary: Halkara derejesinde 600 ~ 1700V SiC SBD we MOSFET senagatlaşdyryldy.Esasy önümler 1200V-den pes naprýa .eniýe derejesinde işleýär we ilkinji nobatda TO gaplamany kabul edýär.Bahalar nukdaýnazaryndan halkara bazardaky SiC önümleriniň bahasy Si kärdeşlerinden 5-6 esse ýokarydyr.Şeýle-de bolsa, bahalar ýyllyk 10% peselýär.Öňümizdäki 2-3 ýylda ýokary materiallaryň we enjam önümçiliginiň giňelmegi bilen bazar üpjünçiligi ýokarlanar we bahalaryň arzanlamagyna sebäp bolar.Bahasy Si önümleriniňkiden 2-3 esse ýokary bolsa, ulgam çykdajylarynyň peselmegi we öndürijiligiň gowulaşmagy bilen getirilen artykmaçlyklar SiC-ni Si enjamlarynyň bazar meýdançasyny kem-kemden eýelemäge itergi berer.
Adaty gaplama kremniý esasly substratlara esaslanýar, üçünji nesil ýarymgeçiriji materiallar bolsa düýbünden täze dizaýny talap edýär.Giň zolakly kuwwatly enjamlar üçin adaty kremniý esasly gaplama gurluşlaryny ulanmak ýygylyk, ýylylyk dolandyryşy we ygtybarlylygy bilen baglanyşykly täze meseleleri we kynçylyklary ýüze çykaryp biler.SiC güýç enjamlary parazit kuwwatyna we induksiona has duýgur.Si enjamlary bilen deňeşdirilende, SiC kuwwatly çipleriň has çalt geçiş tizligi bar, bu aşa ýokary yrgyldama, yrgyldama, kommutasiýa ýitgileriniň köpelmegine we hatda enjamyň näsazlygyna sebäp bolup biler.Mundan başga-da, SiC güýç enjamlary has ýokary temperaturada işleýär we has ösen ýylylyk dolandyryş usullaryny talap edýär.
Giň zolakly ýarymgeçiriji güýç gaplamak pudagynda dürli gurluşlar işlenip düzüldi.Adaty Si esasly güýç moduly gaplamak indi amatly däl.Highokary parazit parametrleri we adaty Si esasly güýç modul gaplamasynyň pes ýylylyk paýlanyş netijeliligi bilen baglanyşykly meseleleri çözmek üçin SiC güýç modul gaplamasy simsiz arabaglanyşyk we gurluşynda iki taraplaýyn sowadyş tehnologiýasyny kabul edýär, şeýle hem aşaky ýylylyk bilen substrat materiallaryny kabul edýär. geçirijilik, we bölüji kondensatorlary, temperatura / tok datçiklerini we hereketlendiriji zynjyrlary modulyň gurluşyna birleşdirmäge synanyşdy we dürli modul gaplaýyş tehnologiýalaryny ösdürdi.Mundan başga-da, SiC enjamyny öndürmekde ýokary tehniki päsgelçilikler bar we önümçilik çykdajylary gaty ýokary.
Silikon karbid enjamlary epitaksial gatlaklary CVD arkaly kremniy karbid substratyna goýmak arkaly öndürilýär.Bu amal arassalanmagy, okislenmegi, fotolitografiýany, efirlemegi, fotorezistiň zyňylmagyny, ion implantasiýasyny, kremniý nitridiň himiki bug çökdürilmegini, polat, tüýkürmegi we SiC ýeke kristal substratynda enjam gurluşyny emele getirmek üçin soňraky gaýtadan işlemegi öz içine alýar.SiC güýç enjamlarynyň esasy görnüşlerine SiC diodlary, SiC tranzistorlary we SiC güýç modullary girýär.Materialokary akymly material önümçiliginiň tizligi we pes öndürijilik derejesi ýaly faktorlar sebäpli kremniý karbid enjamlarynyň önümçilik çykdajylary has ýokary.
Mundan başga-da, kremniy karbid enjamyny öndürmekde käbir tehniki kynçylyklar bar:
1) Silikon karbid materiallarynyň aýratynlyklaryna laýyk gelýän belli bir prosesi ösdürmeli.Mysal üçin: SiC-de ýokary eriş nokady bar, bu adaty termiki diffuziýany netijesiz edýär.Ion implantasiýa doping usulyny ulanmak we temperatura, ýyladyş tizligi, dowamlylygy we gaz akymy ýaly parametrleri takyk gözegçilikde saklamak zerurdyr;SiC himiki erginlere inert.Gury arassalamak ýaly usullar ulanylmaly we maska materiallary, gaz garyndylary, pyýada eňňidine gözegçilik, eriş tizligi, pyýada ýörelgesi we ş.m. optimizirlenmeli we ösdürilmeli;
2) Silikon karbid wafli boýunça metal elektrodlaryň öndürilmegi 10-5Ω2-den pes kontakt garşylygyny talap edýär.Ni we Al talaplaryna laýyk gelýän elektrod materiallary, ýylylyk durnuklylygy 100 ° C-den ýokary, ýöne Al / Ni has gowy ýylylyk durnuklylygyna eýe./ W / Au birleşdirilen elektrod materialynyň kontakt aýratyn garşylygy 10-3Ω2 ýokarydyr;
3) SiC-iň ýokary kesiş eşigi bar we SiC-iň gatylygy kesmek, üwemek, polatlamak we beýleki tehnologiýalara has ýokary talaplary öňe sürýän göwherden soň ikinji ýerde durýar.
Mundan başga-da, çukur kremniy karbid energiýa enjamlaryny öndürmek has kyn.Dürli enjam gurluşlaryna görä, kremniy karbid güýji enjamlary esasan planar enjamlara we çukur enjamlaryna bölünip bilner.Planar kremniy karbid kuwwat enjamlary gowy birlik yzygiderliligine we ýönekeý önümçilik prosesine eýedir, ýöne JFET täsirine ýykgyn edýär we ýokary parazit kuwwatyna we döwlet garşylygyna eýe.Planar enjamlar bilen deňeşdirilende, çukur kremniy karbid kuwwat enjamlary pes birlik yzygiderliligine we has çylşyrymly önümçilik prosesine eýe.Şeýle-de bolsa, çukur gurluşy enjamyň birliginiň dykyzlygyny ýokarlandyrmaga amatlydyr we kanalyň hereketi meselesini çözmek üçin peýdaly JFET effektini öndürmek ähtimallygy azdyr.Kiçijik garşylyk, kiçi parazit kuwwaty we pes kommutasiýa energiýasy ýaly ajaýyp häsiýetlere eýe.Uly çykdajy we öndürijilik artykmaçlyklary bar we kremniy karbid energiýa enjamlaryny ösdürmegiň esasy ugruna öwrüldi.Rohm resmi web sahypasyna görä, ROHM Gen3 gurluşy (Gen1 çukur gurluşy) Gen2 (Plannar2) çip meýdanynyň bary-ýogy 75% -ini we ROHM Gen3 gurluşynyň garşylygy şol bir çip ululygynda 50% azalýar.
Silikon karbid substraty, epitaksiýa, öň tarapy, gözleg we beýleki çykdajylar degişlilikde kremniý karbid enjamlarynyň önümçilik bahasynyň 47%, 23%, 19%, 6% we 5%.
Netijede, kremniniň karbid senagaty zynjyryndaky substratlaryň tehniki päsgelçiliklerini aýyrmaga üns bereris.
Silikon karbid substratlarynyň önümçilik prosesi kremniý esasly substratlara meňzeýär, ýöne has kyn.
Silikon karbid substratynyň önümçilik prosesi, adatça, çig malyň sintezini, kristalyň ösmegini, ingotyň gaýtadan işlenmegini, ingot kesmek, wafli üwemek, polatlamak, arassalamak we beýleki baglanyşyklary öz içine alýar.
Kristal ösüş etaby tutuş prosesiň özenidir we bu ädim kremniniň karbid substratynyň elektrik aýratynlyklaryny kesgitleýär.
Silikon karbid materiallary adaty şertlerde suwuk fazada ösmek kyn.Häzirki wagtda bazarda meşhur bolan bug fazasynyň ösüş usuly 2300 ° C-den ýokary ösüş temperaturasyna eýe we ösüş temperaturasyna takyk gözegçilik etmegi talap edýär.Operasiýa prosesini synlamak kyn diýen ýaly.Biraz ýalňyşlyk önümiň gyrylmagyna getirer.Deňeşdirilende, kremniy materiallar diňe 1600 require talap edýär, bu has pesdir.Silikon karbid substratlaryny taýýarlamak, hrustalyň haýal ösmegi we ýokary kristal görnüş talaplary ýaly kynçylyklar bilen ýüzbe-ýüz bolýar.Silikon karbid wafli ösmegi takmynan 7-10 gün, kremniniň hasasyny çekmek bolsa 2 ýarym gün dowam edýär.Mundan başga-da, kremniy karbid gatylygy göwherden soň ikinji ýerde durýar.Kesmek, üwemek we ýuwmak wagtynda köp zady ýitirer we çykyş gatnaşygy bary-ýogy 60%.
Tendensiýanyň kremniy karbid substratlarynyň göwrümini artdyrmakdygyny bilýäris, ululygy artýarka, diametri giňeltmek tehnologiýasyna bolan talaplar barha ýokarlanýar.Kristallaryň gaýtalanyp ösmegine ýetmek üçin dürli tehniki gözegçilik elementleriniň birleşmegini talap edýär.
Iş wagty: 22-2024-nji maý