Quais são os desafios da produção de substrato de carboneto de silício?

O carboneto de silício (SiC) é um material que possui alta energia de ligação, semelhante a outros materiais duros como diamante e nitreto cúbico de boro. No entanto, a alta energia de ligação do SiC torna difícil a cristalização direta em lingotes através de métodos tradicionais de fusão. Portanto, o processo de crescimento de cristais de carboneto de silício envolve o uso da tecnologia de epitaxia em fase de vapor. Neste método, as substâncias gasosas são gradualmente depositadas na superfície de um substrato e cristalizadas em cristais sólidos. O substrato desempenha um papel vital na orientação dos átomos depositados para crescerem em uma direção cristalina específica, resultando na formação de uma pastilha epitaxial com uma estrutura cristalina específica.

Custo-benefício

O carboneto de silício cresce muito lentamente, geralmente apenas cerca de 2 cm por mês. Na produção industrial, a capacidade de produção anual de um único forno de crescimento de cristal é de apenas 400-500 peças. Além disso, o custo de um forno de crescimento de cristais é igualmente alto. Portanto, a produção de carboneto de silício é um processo caro e ineficiente.

A fim de melhorar a eficiência da produção e reduzir custos, o crescimento epitaxial de carboneto de silício nosubstratotornou-se uma escolha mais razoável. Este método pode atingir a produção em massa. Comparado com o corte diretolingotes de carboneto de silício, a tecnologia epitaxial pode atender de forma mais eficaz às necessidades da produção industrial, melhorando assim a competitividade do mercado de materiais de carboneto de silício.

Dificuldade de corte

O carboneto de silício (SiC) não só cresce lentamente, resultando em custos mais elevados, mas também é muito duro, dificultando o seu processo de corte. Ao usar fio diamantado para cortar carboneto de silício, a velocidade de corte será mais lenta, o corte será mais irregular e é fácil deixar rachaduras na superfície do carboneto de silício. Além disso, materiais com alta dureza Mohs tendem a ser mais frágeis, comwaf de carboneto de silíciosão mais propensos a quebrar durante o corte do que os wafers de silício. Esses fatores resultam no custo relativamente alto do material debolachas de carboneto de silício. Portanto, alguns fabricantes de automóveis, como a Tesla, que inicialmente consideram modelos que utilizam materiais de carboneto de silício podem, em última análise, escolher outras opções para reduzir o custo de todo o veículo.

Qualidade de cristal

Ao crescerBolachas epitaxiais de SiCno substrato, a qualidade do cristal e a correspondência da rede podem ser controladas de forma eficaz. A estrutura cristalina do substrato afetará a qualidade do cristal e a densidade do defeito do wafer epitaxial, melhorando assim o desempenho e a estabilidade dos materiais de SiC. Esta abordagem permite a produção de cristais de SiC com maior qualidade e menos defeitos, melhorando assim o desempenho do dispositivo final.

Ajuste de tensão

A correspondência de rede entre ossubstratoe abolacha epitaxialtem uma influência importante no estado de deformação do material SiC. Ao ajustar esta correspondência, a estrutura eletrônica e as propriedades ópticas doBolacha epitaxial de SiCpodem ser alterados, tendo assim um impacto importante no desempenho e funcionalidade do dispositivo. Esta tecnologia de ajuste de deformação é um dos fatores-chave para melhorar o desempenho dos dispositivos SiC.

Controle as propriedades dos materiais

Pela epitaxia do SiC em diferentes tipos de substratos, o crescimento do SiC com diferentes orientações cristalinas pode ser alcançado, obtendo-se assim cristais de SiC com direções específicas do plano cristalino. Esta abordagem permite adaptar as propriedades dos materiais de SiC para atender às necessidades de diferentes áreas de aplicação. Por exemplo,Bolachas epitaxiais de SiCpode ser cultivado em substratos 4H-SiC ou 6H-SiC para obter propriedades eletrônicas e ópticas específicas para atender a diferentes necessidades de aplicações técnicas e industriais.