Кремний карбиді субстрат өндірісінің қиындықтары қандай?

Кремний карбиді (SiC) - алмаз және текше бор нитриді сияқты басқа қатты материалдарға ұқсас жоғары байланыс энергиясы бар материал. Алайда, SiC жоғары байланыс энергиясы дәстүрлі балқыту әдістері арқылы құймаларға тікелей кристалдануды қиындатады. Сондықтан кремний карбидінің кристалдарын өсіру процесі бу фазасының эпитаксистік технологиясын қолдануды қамтиды. Бұл әдісте газтәрізді заттар субстраттың бетіне біртіндеп шөгіп, қатты кристалдарға айналады. Субстрат тұндырылған атомдарды белгілі бір кристалдық бағытта өсіруге бағыттауда маңызды рөл атқарады, нәтижесінде белгілі бір кристалдық құрылымы бар эпитаксиалды пластинаның пайда болуы.

Экономикалық тиімділік

Кремний карбиді өте баяу өседі, әдетте айына шамамен 2 см. Өнеркәсіптік өндірісте монокристалды өсіретін пештің жылдық өндірістік қуаты небәрі 400-500 дана. Сонымен қатар, кристалды өсіретін пештің құны соншалықты жоғары. Сондықтан кремний карбидін алу қымбат және тиімсіз процесс.

Өндіріс тиімділігін арттыру және шығындарды азайту мақсатында кремний карбидінің эпитаксиалды өсуісубстратнеғұрлым орынды таңдауға айналды. Бұл әдіс жаппай өндіріске қол жеткізуге болады. Тікелей кесумен салыстырғандакремний карбидінің құймалары, эпитаксиалды технология өнеркәсіптік өндірістің қажеттіліктерін тиімдірек қанағаттандыра алады, осылайша кремний карбиді материалдарының нарықтағы бәсекеге қабілеттілігін арттырады.

Кесу қиындығы

Кремний карбиді (SiC) баяу өсіп қана қоймайды, бұл жоғары шығындарға әкеледі, сонымен қатар ол өте қиын, кесу процесін қиындатады. Кремний карбидін кесу үшін алмас сымды пайдаланған кезде кесу жылдамдығы баяу болады, кесу біркелкі емес, кремний карбидінің бетінде жарықтар қалдыру оңай. Сонымен қатар, Mohs қаттылығы жоғары материалдар нәзік боладыкремний карбиді вафкремний пластинкаларына қарағанда кесу кезінде сыну ықтималдығы жоғары. Бұл факторлар материалдың салыстырмалы түрде жоғары құнына әкеледікремний карбидті пластиналар. Сондықтан, бастапқыда кремний карбиді материалдарын пайдаланатын модельдерді қарастыратын кейбір автомобиль өндірушілері, мысалы, Tesla, сайып келгенде, бүкіл көлік құралының құнын төмендету үшін басқа опцияларды таңдауы мүмкін.

Кристалл сапасы

Өсу арқылыSiC эпитаксиалды пластиналарсубстратта кристалдың сапасы мен тордың сәйкестігін тиімді басқаруға болады. Субстраттың кристалдық құрылымы эпитаксиалды пластинаның кристалдық сапасы мен ақау тығыздығына әсер етеді, осылайша SiC материалдарының өнімділігі мен тұрақтылығын жақсартады. Бұл тәсіл жоғары сапалы және аз ақаулары бар SiC кристалдарын өндіруге мүмкіндік береді, осылайша соңғы құрылғының жұмысын жақсартады.

Кернеуді реттеу

арасында сәйкес келетін торсубстратжәнеэпитаксиалды пластинкаSiC материалының деформациялық күйіне маңызды әсер етеді. Осы сәйкестікті реттеу арқылы электрондық құрылымы мен оптикалық қасиеттеріSiC эпитаксиалды пластинасыөзгертуге болады, осылайша құрылғының өнімділігі мен функционалдығына маңызды әсер етеді. Бұл деформацияны реттеу технологиясы SiC құрылғыларының жұмысын жақсартудың негізгі факторларының бірі болып табылады.

Материалдың қасиеттерін бақылау

Әртүрлі типтегі субстраттарда SiC эпитаксисі арқылы әртүрлі кристалдық бағдарлармен SiC өсуіне қол жеткізуге болады, осылайша кристалдық жазықтықтың нақты бағыттары бар SiC кристалдарын алуға болады. Бұл тәсіл әртүрлі қолдану салаларындағы қажеттіліктерді қанағаттандыру үшін SiC материалдарының қасиеттерін бейімдеуге мүмкіндік береді. Мысалы,SiC эпитаксиалды пластиналарәртүрлі техникалық және өнеркәсіптік қолдану қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін арнайы электрондық және оптикалық қасиеттерді алу үшін 4H-SiC немесе 6H-SiC субстраттарында өсіруге болады.