Ťažkosti pri príprave substrátov SiC

Ťažkosti s reguláciou teplotného poľa:Rast Si kryštálovej tyčinky vyžaduje iba 1500 ℃, zatiaľ čoSiC krištáľová tyčinkapotrebuje rásť pri vysokej teplote viac ako 2000 ℃ a existuje viac ako 250 izomérov SiC, ale používa sa hlavná monokryštálová štruktúra 4H-SiC používaná na výrobu energetických zariadení. Ak to nie je presne kontrolované, získajú sa iné kryštálové štruktúry. Okrem toho teplotný gradient v tégliku určuje rýchlosť prenosu sublimácie SiC a usporiadanie a spôsob rastu plynných atómov na kryštálovom rozhraní, čo následne ovplyvňuje rýchlosť rastu kryštálov a kvalitu kryštálov. Preto je potrebné vytvoriť technológiu systematického riadenia teplotného poľa.

Pomalý rast kryštálov:Rýchlosť rastu Si kryštálovej tyčinky môže dosiahnuť 30-150 mm/h a výroba kremíkových kryštálových tyčí s dĺžkou 1-3 m trvá len asi 1 deň; zatiaľ čo rýchlosť rastu kryštálových tyčiniek SiC, berúc ako príklad metódu PVT, je približne 0,2 až 0,4 mm/h a trvá 7 dní, kým narastú o menej ako 3 až 6 cm. Rýchlosť rastu kryštálov je menšia ako jedno percento kremíkových materiálov a výrobná kapacita je extrémne obmedzená.

Vysoké požiadavky na dobré parametre produktu a nízku výťažnosť:Základné parametreSiC substrátyzahŕňajú hustotu mikrotrúb, hustotu dislokácií, merný odpor, deformáciu, drsnosť povrchu atď. Ide o komplexné systémové inžinierstvo na usporiadanie atómov usporiadaným spôsobom a dokončenie rastu kryštálov v uzavretej vysokoteplotnej komore pri kontrole indikátorov parametrov.

Materiál je tvrdý a krehký a rezanie trvá dlho a má vysoké opotrebovanie:Mohsova tvrdosť SiC je na druhom mieste za diamantom, čo výrazne zvyšuje náročnosť jeho rezania, brúsenia a leštenia. Rozrezanie 3 cm hrubého ingotu na 35-40 kusov trvá asi 120 hodín. Navyše, kvôli vysokej krehkosti SiC sa aj spracovanie čipu viac opotrebováva a výstupný pomer je len asi 60 %.

V súčasnosti je najdôležitejším smerom vývoja substrátu rozširovanie priemeru. 6-palcová masová výrobná linka na globálnom trhu SiC dozrieva a popredné spoločnosti vstúpili na 8-palcový trh.