كرېمنىي كاربىدنىڭ تېخنىكىلىق توسالغۇلىرى نېمە؟

يۇقىرى سۈپەتلىك ۋە مۇقىم ئىقتىدارغا ئىگە كرېمنىي كاربىدلىق ۋاپپېرلارنى مۇقىم كۆپ مىقداردا ئىشلەپچىقىرىشتىكى تېخنىكىلىق قىيىنچىلىقلار تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:

1) كىرىستاللار 2000 سېلسىيە گرادۇستىن يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق يېپىق مۇھىتتا ئۆسۈشى كېرەك بولغاچقا، تېمپېراتۇرىنى كونترول قىلىش تەلىپى ئىنتايىن يۇقىرى بولىدۇ؛
2) كرېمنىي كاربىدى 200 دىن ئارتۇق كرىستال قۇرۇلمىسىغا ئىگە بولغاچقا، پەقەت بىر كرىستاللىق كرېمنىي كاربىدنىڭ بىر قانچە قۇرۇلمىسىلا يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىيال سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ، شۇڭا كرىستال ئۆسۈش جەريانىدا كرېمنىي-كاربون نىسبىتى، ئۆسۈش تېمپېراتۇرىسى ۋە كرىستال ئۆسۈشىنى ئېنىق كونترول قىلىش كېرەك. سۈرئەت ۋە ھاۋا ئېقىمى بېسىمى قاتارلىق پارامېتىرلار؛
3) پار باسقۇچى ئۆتكۈزۈش ئۇسۇلى ئاستىدا، كرېمنىي كاربىد كرىستال ئۆسۈشىنىڭ دىئامېتىر كېڭەيتىش تېخنىكىسى ئىنتايىن قىيىن؛
4) كرېمنىي كاربىدنىڭ قاتتىقلىقى ئالماسنىڭ قاتتىقلىقىغا يېقىن، كېسىش، سىلىقلاش ۋە پارقىراقلاشتۇرۇش تېخنىكىلىرى قىيىن.

SiC ئېپىتاكسىيال لېنتىلىرى: ئادەتتە خىمىيىلىك پارغا چۆكتۈرۈش (CVD) ئۇسۇلى ئارقىلىق ئىشلەپچىقىرىلىدۇ. ھەر خىل قوشۇلما تىپلارغا ئاساسەن، ئۇلار n تىپلىق ۋە p تىپلىق ئېپىتاكسىيال لېنتىلارغا بۆلىنىدۇ. دۆلەت ئىچىدىكى Hantian Tiancheng ۋە Dongguan Tianyu شىركەتلىرى ئاللىقاچان 4 دىيۇملۇق/6 دىيۇملۇق SiC ئېپىتاكسىيال لېنتىلىرىنى تەمىنلىيەلەيدۇ. SiC ئېپىتاكسىيىسى ئۈچۈن، يۇقىرى توك بېسىمى ساھەسىدە كونترول قىلىش تەس، SiC ئېپىتاكسىيىسىنىڭ سۈپىتى SiC ئۈسكۈنىلىرىگە تېخىمۇ چوڭ تەسىر كۆرسىتىدۇ. ئۇنىڭدىن باشقا، ئېپىتاكسىيال ئۈسكۈنىلىرى كەسىپتىكى تۆت داڭلىق شىركەت: Axitron، LPE، TEL ۋە Nuflare تەرىپىدىن مونوپول قىلىنىدۇ.

كرېمنىي كاربىد ئېپىتاكسىياللېنتا دېگىنىمىز، ئەسلى كرېمنىي كاربىد لېنتىسىدا بەلگىلىك تەلەپلەرگە ئىگە ۋە ئاساسىي كرىستال بىلەن ئوخشاش بولغان يەككە كرىستاللىق پەردە (ئېپىتاكسىيە قەۋىتى) ئۆستۈرۈلىدىغان كرېمنىي كاربىد لېنتىسىنى كۆرسىتىدۇ. ئېپىتاكسىيە ئۆستۈرۈش ئاساسلىقى CVD (خىمىيىلىك پار چۆكمىسى) ئۈسكۈنىسى ياكى MBE (مولېكۇلا نۇرى ئېپىتاكسىيەسى) ئۈسكۈنىسىنى ئىشلىتىدۇ. كرېمنىي كاربىد ئۈسكۈنىلىرى بىۋاسىتە ئېپىتاكسىيە قەۋىتىدە ئىشلەپچىقىرىلغاچقا، ئېپىتاكسىيە قەۋىتىنىڭ سۈپىتى ئۈسكۈنىنىڭ ئىقتىدارى ۋە ئىشلەپچىقىرىش ئۈنۈمىگە بىۋاسىتە تەسىر كۆرسىتىدۇ. ئۈسكۈنىنىڭ توك بېسىمىغا چىداملىق ئىقتىدارى ئۈزلۈكسىز ئاشقانسېرى، ماس كېلىدىغان ئېپىتاكسىيە قەۋىتىنىڭ قېلىنلىقى قېلىنلىشىدۇ ۋە كونترول قىلىش تېخىمۇ قىيىنلىشىدۇ. ئادەتتە، توك بېسىمى 600V ئەتراپىدا بولغاندا، تەلەپ قىلىنىدىغان ئېپىتاكسىيە قەۋىتىنىڭ قېلىنلىقى تەخمىنەن 6 مىكرون بولىدۇ؛ توك بېسىمى 1200-1700V ئارىلىقىدا بولغاندا، تەلەپ قىلىنىدىغان ئېپىتاكسىيە قەۋىتىنىڭ قېلىنلىقى 10-15 مىكرونغا يېتىدۇ. ئەگەر توك بېسىمى 10،000 ۋولتتىن ئېشىپ كەتسە، 100 مىكروندىن ئارتۇق ئېپىتاكسىيە قەۋىتىنىڭ قېلىنلىقى تەلەپ قىلىنىشى مۇمكىن. ئېپىتاكسىيال قەۋەتنىڭ قېلىنلىقى ئۈزلۈكسىز ئاشقانسېرى، قېلىنلىق، قارشىلىقنىڭ بىردەكلىكى ۋە نۇقسان زىچلىقىنى كونترول قىلىش بارغانسېرى قىيىنلىشىۋاتىدۇ.

SiC ئۈسكۈنىلىرى: خەلقئارادا، 600 ~ 1700V SiC SBD ۋە MOSFET سانائەتلەشكەن. ئاساسلىق مەھسۇلاتلار 1200V دىن تۆۋەن توك بېسىمى سەۋىيەسىدە ئىشلەيدۇ ۋە ئاساسلىقى TO ئورالمىسىنى قوللىنىدۇ. باھا جەھەتتە، خەلقئارا بازاردىكى SiC مەھسۇلاتلىرىنىڭ باھاسى Si ئۈسكۈنىلىرىدىن تەخمىنەن 5-6 ھەسسە يۇقىرى. قانداقلا بولمىسۇن، باھاسى يىللىق %10 تۆۋەنلەۋاتىدۇ. كېيىنكى 2-3 يىلدا ئالدىنقى ئېقىندىكى ماتېرىياللار ۋە ئۈسكۈنە ئىشلەپچىقىرىشنىڭ كېڭىيىشىگە ئەگىشىپ، بازار تەمىناتى ئېشىپ، باھانىڭ تېخىمۇ تۆۋەنلىشىگە ئېلىپ كېلىدۇ. باھا Si مەھسۇلاتلىرىنىڭ باھاسىدىن 2-3 ھەسسە يۇقىرى بولغاندا، سىستېما تەننەرخىنىڭ تۆۋەنلىشى ۋە ئىقتىدارنىڭ ياخشىلىنىشى ئېلىپ كېلىدىغان ئەۋزەللىكلەر SiC نىڭ Si ئۈسكۈنىلىرى بازىرىنى ئىگىلىشىنى ئاستا-ئاستا ئىلگىرى سۈرىدىغانلىقى مۆلچەرلەنمەكتە.
ئەنئەنىۋى ئورالما كرېمنىي ئاساسلىق ئاساسقا ئاساسلانغان، ئۈچىنچى ئەۋلاد يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىياللار بولسا پۈتۈنلەي يېڭى لايىھەنى تەلەپ قىلىدۇ. كەڭ بەلباغلىق توك ئۈسكۈنىلىرى ئۈچۈن ئەنئەنىۋى كرېمنىي ئاساسلىق ئورالما قۇرۇلمىسىنى ئىشلىتىش چاستوتا، ئىسسىقلىق باشقۇرۇش ۋە ئىشەنچلىكلىك قاتارلىق يېڭى مەسىلىلەر ۋە خىرىسلارنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن. SiC توك ئۈسكۈنىلىرى پارازىتلىق سىغىمى ۋە ئىندۇكسىيەگە تېخىمۇ سەزگۈر. Si ئۈسكۈنىلىرىگە سېلىشتۇرغاندا، SiC توك چىپلىرىنىڭ ئالماشتۇرۇش سۈرئىتى تېز بولۇپ، بۇ ئېشىپ كېتىش، تەۋرىنىش، ئالماشتۇرۇش زىيىنىنىڭ ئېشىشى ۋە ھەتتا ئۈسكۈنىلەرنىڭ نورمال ئىشلىمەسلىكىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. بۇنىڭدىن باشقا، SiC توك ئۈسكۈنىلىرى يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا ئىشلەيدۇ، بۇ تېخىمۇ ئىلغار ئىسسىقلىق باشقۇرۇش تېخنىكىسىنى تەلەپ قىلىدۇ.

كەڭ بەلباغلىق يېرىم ئۆتكۈزگۈچ توك ئورالمىسى ساھەسىدە ھەر خىل قۇرۇلمىلار تەرەققىي قىلدۇرۇلدى. ئەنئەنىۋى Si ئاساسلىق توك مودۇلى ئورالمىسى ئەمدى ماس كەلمەيدۇ. ئەنئەنىۋى Si ئاساسلىق توك مودۇلى ئورالمىسىنىڭ يۇقىرى پارازىت پارامېتىرلىرى ۋە ناچار ئىسسىقلىق تارقىتىش ئۈنۈمى مەسىلىسىنى ھەل قىلىش ئۈچۈن، SiC توك مودۇلى ئورالمىسى قۇرۇلمىسىدا سىمسىز ئۇلىنىش ۋە قوش تەرەپلىك سوۋۇتۇش تېخنىكىسىنى قوللىنىدۇ، شۇنداقلا ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ياخشى بولغان ئاساسىي ماتېرىياللارنى قوللىنىدۇ، ئايرىش كوندېنساتورلىرى، تېمپېراتۇرا/ئېقىم سېنزورلىرى ۋە قوزغاتقۇچ توك يوللىرىنى مودۇل قۇرۇلمىسىغا بىرلەشتۈرۈشكە تىرىشتى ۋە ھەر خىل مودۇل ئورالما تېخنىكىلىرىنى تەرەققىي قىلدۇردى. ئۇنىڭدىن باشقا، SiC ئۈسكۈنىلىرىنى ئىشلەپچىقىرىشتا يۇقىرى تېخنىكىلىق توسالغۇلار بار ۋە ئىشلەپچىقىرىش تەننەرخى يۇقىرى.

كرېمنىي كاربىد ئۈسكۈنىلىرى CVD ئارقىلىق كرېمنىي كاربىد ئاساسىغا ئېپىتاكسىيال قەۋەتلەرنى قويۇش ئارقىلىق ئىشلەپچىقىرىلىدۇ. بۇ جەريان تازىلاش، ئوكسىدلىنىش، فوتولىتوگرافىيە، ئويۇش، فوتورېزىستنى ئېلىۋېتىش، ئىئون ئىمپلانتاتسىيەسى، كرېمنىي نىترىدنى خىمىيىلىك پارغا چۆكتۈرۈش، سىلىقلاش، پۈركۈش ۋە كېيىنكى بىر تەرەپ قىلىش باسقۇچلىرىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، بۇنىڭ بىلەن SiC يەككە كرىستال ئاساسىغا ئۈسكۈنە قۇرۇلمىسىنى شەكىللەندۈرگىلى بولىدۇ. SiC توك ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئاساسلىق تۈرلىرى SiC دىئود، SiC ترانزىستور ۋە SiC توك مودۇللىرىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. يۇقىرى ئېقىمدىكى ماتېرىيال ئىشلەپچىقىرىش سۈرئىتىنىڭ ئاستا بولۇشى ۋە مەھسۇلات مىقدارىنىڭ تۆۋەن بولۇشى قاتارلىق ئامىللار تۈپەيلىدىن، كرېمنىي كاربىد ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئىشلەپچىقىرىش تەننەرخى نىسبەتەن يۇقىرى بولىدۇ.

بۇنىڭدىن باشقا، كرېمنىي كاربىد ئۈسكۈنىسىنى ئىشلەپچىقىرىشتا بەزى تېخنىكىلىق قىيىنچىلىقلار بار:

1) كرېمنىي كاربىد ماتېرىياللىرىنىڭ ئالاھىدىلىكىگە ماس كېلىدىغان ئالاھىدە بىر جەرياننى تەرەققىي قىلدۇرۇش كېرەك. مەسىلەن: SiC نىڭ ئېرىش نۇقتىسى يۇقىرى بولۇپ، بۇ ئەنئەنىۋى ئىسسىقلىق تارقىلىشىنى ئۈنۈمسىز قىلىدۇ. ئىئون ئىمپلانتاتسىيەسى ئارقىلىق ئارىلاشتۇرۇش ئۇسۇلىنى قوللىنىش ۋە تېمپېراتۇرا، قىزىتىش سۈرئىتى، داۋاملىشىش ۋاقتى ۋە گاز ئېقىمى قاتارلىق پارامېتىرلارنى توغرا كونترول قىلىش كېرەك؛ SiC خىمىيىلىك ئېرىتكۈچىلەرگە قارشى ئىنېرتلىق. قۇرۇق ئويۇش قاتارلىق ئۇسۇللارنى ئىشلىتىش، ماسكا ماتېرىياللىرى، گاز ئارىلاشمىلىرى، يان تامنىڭ يانتۇلۇقىنى كونترول قىلىش، ئويۇش سۈرئىتى، يان تامنىڭ پۇچۇقلۇقى قاتارلىقلارنى ئەلالاشتۇرۇش ۋە تەرەققىي قىلدۇرۇش كېرەك.
2) كرېمنىي كاربىدلىق ۋاپپىلاردا مېتال ئېلېكترودلارنى ئىشلەپچىقىرىش ئۈچۈن 10-5Ω2 دىن تۆۋەن ئۇچرىشىش قارشىلىقى تەلەپ قىلىنىدۇ. تەلەپكە ئۇيغۇن كېلىدىغان ئېلېكترود ماتېرىياللىرى Ni ۋە Al نىڭ 100 سېلسىيە گرادۇستىن يۇقىرى تېمپېراتۇرا مۇقىملىقى ناچار، ئەمما Al/Ni نىڭ ئىسسىقلىق مۇقىملىقى ياخشىراق. /W/Au بىرىكمە ئېلېكترود ماتېرىيالىنىڭ ئۇچرىشىش قارشىلىقى 10-3Ω2 يۇقىرى؛
3) SiC نىڭ كېسىش ئۇپراشچانلىقى يۇقىرى، SiC نىڭ قاتتىقلىقى ئالماستىن قالسىلا ئىككىنچى ئورۇندا تۇرىدۇ، بۇ كېسىش، سىلىقلاش، پارقىراقلاشتۇرۇش ۋە باشقا تېخنىكىلارغا بولغان تەلەپنى يۇقىرى كۆتۈرىدۇ.

ئۇنىڭ ئۈستىگە، ئۆستەڭ كرېمنىي كاربىد ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرىنى ئىشلەپچىقىرىش تېخىمۇ تەس. ھەر خىل ئۈسكۈنە قۇرۇلمىسىغا ئاساسەن، كرېمنىي كاربىد ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرىنى ئاساسلىقى تۈزلەڭلىك ئۈسكۈنىلەر ۋە ئۆستەڭ ئۈسكۈنىلىرى دەپ ئايرىغىلى بولىدۇ. تۈزلەڭلىك كرېمنىي كاربىد ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرى ياخشى بىرلىك ماسلىشىشچانلىقىغا ۋە ئاددىي ئىشلەپچىقىرىش جەريانىغا ئىگە، ئەمما JFET تەسىرىگە ئاسان ئۇچرايدۇ ھەمدە يۇقىرى پارازىت سىغىمچانلىقى ۋە ئىچكى قارشىلىققا ئىگە. تۈزلەڭلىك ئۈسكۈنىلەرگە سېلىشتۇرغاندا، ئۆستەڭ كرېمنىي كاربىد ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرىنىڭ بىرلىك ماسلىشىشچانلىقى تۆۋەنرەك بولۇپ، تېخىمۇ مۇرەككەپ ئىشلەپچىقىرىش جەريانىغا ئىگە. قانداقلا بولمىسۇن، ئۆستەڭ قۇرۇلمىسى ئۈسكۈنە بىرلىكىنىڭ زىچلىقىنى ئاشۇرۇشقا پايدىلىق بولۇپ، JFET تەسىرىنى پەيدا قىلىش ئېھتىماللىقى تۆۋەن، بۇ قانالنىڭ ھەرىكەتچانلىقى مەسىلىسىنى ھەل قىلىشقا پايدىلىق. ئۇ كىچىك قارشىلىق كۆرسىتىش، كىچىك پارازىت سىغىمچانلىقى ۋە تۆۋەن ئالماشتۇرۇش ئېنېرگىيە سەرپىياتى قاتارلىق ئېسىل خۇسۇسىيەتلەرگە ئىگە. ئۇ زور تەننەرخ ۋە ئىقتىدار ئەۋزەللىكىگە ئىگە بولۇپ، كرېمنىي كاربىد ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇشنىڭ ئاساسلىق يۆنىلىشىگە ئايلاندى. Rohm نىڭ رەسمىي تور بېتىگە ئاساسلانغاندا، ROHM Gen3 قۇرۇلمىسى (Gen1 Trench قۇرۇلمىسى) Gen2 (Plannar2) چىپ كۆلىمىنىڭ پەقەت %75 نىلا ئىگىلەيدۇ، ھەمدە ئوخشاش چىپ چوڭلۇقىدا ROHM Gen3 قۇرۇلمىسىنىڭ قارشىلىق كۆرسىتىش كۈچى %50 تۆۋەنلەيدۇ.

كرېمنىي كاربىد ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئىشلەپچىقىرىش تەننەرخىنىڭ %47، %23، %19، %6 ۋە %5 نى كرېمنىي كاربىد ئاساسى، ئېپىتاكسىيە، ئالدى تەرەپ، تەتقىقات ۋە تەرەققىيات چىقىمى ۋە باشقىلار ئايرىم-ئايرىم ھالدا كرېمنىي كاربىد ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئىشلەپچىقىرىش تەننەرخىنىڭ %47 نى ئىگىلەيدۇ.

ئاخىرىدا، بىز كرېمنىي كاربىد سانائەت زەنجىرىدىكى ئاساسىي ماتېرىياللارنىڭ تېخنىكىلىق توسالغۇلىرىنى بۇزۇشقا دىققەت قىلىمىز.

كرېمنىي كاربىد ئاساسلىرىنىڭ ئىشلەپچىقىرىش جەريانى كرېمنىي ئاساس قىلىنغان ئاساسلارغا ئوخشايدۇ، ئەمما تېخىمۇ قىيىن.
كرېمنىي كاربىد ئاساسىنى ئىشلەپچىقىرىش جەريانى ئادەتتە خام ماتېرىيال بىرىكتۈرۈش، كرىستال ئۆستۈرۈش، قۇيۇق پىششىقلاش، قۇيۇق كېسىش، ۋافېرنى ئۇۋىلاش، سىلىقلاش، تازىلاش ۋە باشقا ھالقىلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.
كىرىستال ئۆسۈش باسقۇچى پۈتۈن جەرياننىڭ يادروسى بولۇپ، بۇ باسقۇچ كرېمنىي كاربىد ئاساسىنىڭ ئېلېكتر خۇسۇسىيىتىنى بەلگىلەيدۇ.

كرېمنىي كاربىد ماتېرىياللىرىنى نورمال شارائىتتا سۇيۇق باسقۇچتا ئۆستۈرۈش تەس. بۈگۈنكى كۈندە بازاردا ئومۇملىشىۋاتقان پار باسقۇچلۇق ئۆستۈرۈش ئۇسۇلىنىڭ ئۆسۈش تېمپېراتۇرىسى 2300 سېلسىيە گرادۇستىن يۇقىرى بولۇپ، ئۆسۈش تېمپېراتۇرىسىنى ئېنىق كونترول قىلىشنى تەلەپ قىلىدۇ. پۈتۈن مەشغۇلات جەريانىنى كۆزىتىش ئاساسەن تەس. ئازراق خاتالىق مەھسۇلاتنى بىر تەرەپ قىلىشقا ئېلىپ كېلىدۇ. سېلىشتۇرغاندا، كرېمنىي ماتېرىياللىرى پەقەت 1600 سېلسىيە گرادۇسنى تەلەپ قىلىدۇ، بۇ خېلىلا تۆۋەن. كرېمنىي كاربىد ئاساسىنى تەييارلاشمۇ كىرىستال ئۆسۈشىنىڭ ئاستا بولۇشى ۋە كىرىستال شەكلىنىڭ يۇقىرى بولۇشى قاتارلىق قىيىنچىلىقلارغا دۇچ كېلىدۇ. كرېمنىي كاربىد تاختىسىنىڭ ئۆسۈشى تەخمىنەن 7 كۈندىن 10 كۈنگىچە ۋاقىت كېتىدۇ، كرېمنىي تاياقچىسىنى تارتىش بولسا پەقەت 2 يېرىم كۈن ۋاقىت كېتىدۇ. ئۇنىڭ ئۈستىگە، كرېمنىي كاربىد قاتتىقلىقى ئالماستىن قالسىلا ئىككىنچى ئورۇندا تۇرىدىغان ماتېرىيال. ئۇ كېسىش، ئۇۋىلاش ۋە سىلىقلاش جەريانىدا كۆپ مىقداردا يوقىتىدۇ، ھەمدە چىقىرىش نىسبىتى پەقەت %60.

بىز كرېمنىي كاربىد ئاساسىنىڭ چوڭلۇقىنى ئاشۇرۇش يۈزلىنىشىگە ئىگە ئىكەنلىكىنى بىلىمىز، چوڭلۇقىنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ، دىئامېتىر كېڭەيتىش تېخنىكىسىغا بولغان تەلەپ بارغانسېرى يۇقىرىلىشىۋاتىدۇ. كرىستاللارنىڭ تەكرار ئۆسۈشىنى ئەمەلگە ئاشۇرۇش ئۈچۈن ھەر خىل تېخنىكىلىق كونترول ئېلېمېنتلىرىنى بىرلەشتۈرۈش تەلەپ قىلىنىدۇ.