Који су изазови производње супстрата од силицијум карбида?

Силицијум карбид (СиЦ) је материјал који поседује високу енергију везе, слично другим тврдим материјалима као што су дијамант и кубни бор нитрид. Међутим, висока енергија везе СиЦ отежава директну кристализацију у инготе традиционалним методама топљења. Стога, процес узгоја кристала силицијум карбида укључује употребу технологије епитаксије у парној фази. У овој методи, гасовите супстанце се постепено таложе на површини супстрата и кристалишу у чврсте кристале. Супстрат игра виталну улогу у вођењу депонованих атома да расту у одређеном правцу кристала, што резултира формирањем епитаксијалне плочице са специфичном кристалном структуром.

Исплативости

Силицијум карбид расте веома споро, обично само око 2 цм месечно. У индустријској производњи, годишњи производни капацитет пећи за раст од једног кристала је само 400-500 комада. Поред тога, цена пећи за раст кристала је висока. Стога је производња силицијум карбида скуп и неефикасан процес.

У циљу побољшања ефикасности производње и смањења трошкова, епитаксијални раст силицијум карбида насупстратпостао разумнији избор. Овим методом се може постићи масовна производња. У поређењу са директним резањеминготи силицијум карбида, епитаксијална технологија може ефикасније да задовољи потребе индустријске производње, чиме се побољшава тржишна конкурентност силицијум карбидних материјала.

Тешкоћа резања

Силицијум карбид (СиЦ) не само да расте споро, што резултира већим трошковима, већ је и веома тврд, што отежава његов процес сечења. Када користите дијамантску жицу за сечење силицијум карбида, брзина резања ће бити спорија, рез ће бити неравномернији и лако је оставити пукотине на површини силицијум карбида. Поред тога, материјали са високом Мохсовом тврдоћом имају тенденцију да буду крхкији, сасилицијум карбид вафвећа је вероватноћа да ће се поломити током сечења него силицијумске плочице. Ови фактори резултирају релативно високим трошковима материјалаплочице од силицијум карбида. Стога, неки произвођачи аутомобила, као што је Тесла, који у почетку разматрају моделе који користе материјале од силицијум карбида, могу на крају изабрати друге опције за смањење трошкова целог возила.

Квалитет кристала

РастућиСиЦ епитаксијалне плочицена подлози, квалитет кристала и усклађивање решетке могу се ефикасно контролисати. Кристална структура супстрата ће утицати на квалитет кристала и густину дефекта епитаксијалне плочице, чиме се побољшавају перформансе и стабилност СиЦ материјала. Овај приступ омогућава производњу СиЦ кристала већег квалитета и мање дефеката, чиме се побољшавају перформансе финалног уређаја.

Подешавање напрезања

Подударање решетке измеђусупстратанд тхеепитаксијалне плочицеима важан утицај на деформационо стање СиЦ материјала. Подешавањем овог подударања, електронска структура и оптичка својстваСиЦ епитаксијална плочицаможе се мењати, што има значајан утицај на перформансе и функционалност уређаја. Ова технологија прилагођавања напрезања је један од кључних фактора у побољшању перформанси СиЦ уређаја.

Контролишите својства материјала

Епитаксијом СиЦ на различитим типовима супстрата може се постићи раст СиЦ са различитим оријентацијама кристала, чиме се добијају кристали СиЦ са специфичним правцима у равни кристала. Овај приступ омогућава прилагођавање својстава СиЦ материјала како би се задовољиле потребе различитих области примене. На пример,СиЦ епитаксијалне плочицеможе се узгајати на 4Х-СиЦ или 6Х-СиЦ подлогама да би се добила специфична електронска и оптичка својства како би се задовољиле различите техничке и индустријске потребе.