Dificuldade na preparação de substratos de SiC

Dificuldade no controle do campo de temperatura:O crescimento da haste de cristal de Si requer apenas 1500 ℃, enquantoHaste de cristal SiCprecisa crescer a uma alta temperatura de mais de 2.000 ℃, e existem mais de 250 isômeros de SiC, mas a principal estrutura de cristal único 4H-SiC usada para fazer dispositivos de energia é usada. Se não for controlado com precisão, outras estruturas cristalinas serão obtidas. Além disso, o gradiente de temperatura no cadinho determina a taxa de transmissão de sublimação de SiC e o arranjo e modo de crescimento dos átomos gasosos na interface do cristal, o que por sua vez afeta a taxa de crescimento e a qualidade do cristal. Portanto, uma tecnologia sistemática de controle de campo de temperatura precisa ser formada.

Crescimento lento do cristal:A taxa de crescimento da haste de cristal de Si pode atingir 30-150 mm/h, e leva apenas cerca de 1 dia para produzir hastes de cristal de silício de 1-3 m; enquanto a taxa de crescimento dos bastões de cristal de SiC, tomando o método PVT como exemplo, é de cerca de 0,2-0,4 mm/h, e leva 7 dias para crescer menos de 3-6 cm. A taxa de crescimento do cristal é inferior a um por cento dos materiais de silício e a capacidade de produção é extremamente limitada.

Altos requisitos para bons parâmetros de produto e baixo rendimento:Os principais parâmetros deSubstratos de SiCincluem densidade de microtubos, densidade de deslocamento, resistividade, empenamento, rugosidade de superfície, etc. É uma engenharia de sistema complexo para organizar os átomos de maneira ordenada e completar o crescimento do cristal em uma câmara fechada de alta temperatura enquanto controla os indicadores de parâmetros.

O material é duro e quebradiço, o corte é demorado e apresenta alto desgaste:A dureza Mohs do SiC perde apenas para o diamante, o que aumenta significativamente a dificuldade de corte, retificação e polimento. Demora cerca de 120 horas para cortar um lingote de 3 cm de espessura em 35-40 pedaços. Além disso, devido à alta fragilidade do SiC, o processamento do chip também se desgastará mais e a taxa de saída será de apenas cerca de 60%.

Atualmente, a tendência mais importante no desenvolvimento do substrato é expandir o diâmetro. A linha de produção em massa de 6 polegadas no mercado global de SiC está amadurecendo e empresas líderes entraram no mercado de 8 polegadas.