Difficoltà nella preparazione dei substrati SiC

Difficoltà nel controllo del campo della temperatura:La crescita delle bacchette di cristallo Si richiede solo 1500 ℃, mentreAsta di cristallo SiCdeve crescere a una temperatura elevata superiore a 2000 ℃ e sono presenti più di 250 isomeri SiC, ma viene utilizzata la principale struttura monocristallina 4H-SiC utilizzata per realizzare dispositivi di potenza. Se non viene controllato con precisione si otterranno altre strutture cristalline. Inoltre, il gradiente di temperatura nel crogiolo determina la velocità di trasmissione della sublimazione del SiC e la disposizione e la modalità di crescita degli atomi gassosi sull'interfaccia del cristallo, che a loro volta influenzano la velocità di crescita e la qualità dei cristalli. Pertanto, è necessario creare una tecnologia sistematica di controllo del campo della temperatura.

Crescita lenta dei cristalli:Il tasso di crescita delle bacchette di cristallo di Si può raggiungere i 30-150 mm/ora e ci vuole solo circa 1 giorno per produrre bacchette di cristallo di silicio da 1-3 milioni; mentre il tasso di crescita delle barre di cristallo SiC, prendendo come esempio il metodo PVT, è di circa 0,2-0,4 mm/h, e ci vogliono 7 giorni per crescere meno di 3-6 cm. Il tasso di crescita dei cristalli è inferiore all'1% rispetto ai materiali in silicio e la capacità di produzione è estremamente limitata.

Requisiti elevati per buoni parametri del prodotto e bassa resa:I parametri fondamentali diSubstrati SiCincludono densità di microtubi, densità di dislocazione, resistività, deformazione, rugosità superficiale, ecc. Si tratta di un'ingegneria di sistema complessa per disporre gli atomi in modo ordinato e completare la crescita dei cristalli in una camera chiusa ad alta temperatura controllando gli indicatori dei parametri.

Il materiale è duro e fragile e il taglio richiede molto tempo e presenta un'elevata usura:La durezza Mohs del SiC è seconda solo a quella del diamante, il che aumenta significativamente la difficoltà di taglio, molatura e lucidatura. Sono necessarie circa 120 ore per tagliare un lingotto di 3 cm di spessore in 35-40 pezzi. Inoltre, a causa dell'elevata fragilità del SiC, anche la lavorazione del truciolo si usurerà maggiormente e il rapporto di uscita è solo del 60% circa.

Allo stato attuale, la tendenza direzionale più importante nello sviluppo del substrato è l'espansione del diametro. La linea di produzione di massa da 6 pollici nel mercato globale del SiC sta maturando e aziende leader sono entrate nel mercato da 8 pollici.