SiC vaflių nešiklio technologijos tyrimai

Sic vaflių vežėjai, kaip pagrindinės trečiųjų kartų puslaidininkių pramonės grandinės eksploatacinės medžiagos, jų techninės savybės daro tiesioginę įtaką epitaksinio augimo ir prietaisų gamybos derliui. Dėl didėjančios aukštos įtampos ir aukštos temperatūros prietaisų paklausos pramonės šakose, tokiose kaip 5G bazinės stotys ir naujos energetinės transporto priemonės, SIC vaflių vežėjų tyrimai ir taikymas dabar susiduria su didelėmis plėtros galimybėmis.

Puslaidininkių gamybos srityje silicio karbido vaflinių vaflių nešikliai daugiausia atlieka svarbią funkciją nešiojant ir perduodant vaflius epitaksinėje įrangoje. Palyginti su tradiciniais kvarco nešikliais, SiC nešikliai turi tris pagrindinius pranašumus: pirma, jų šiluminio išsiplėtimo koeficientas (4,0 × 10^-6/℃) yra labai suderintas su SiC vaflių (4,2 × 10^-6/℃), efektyviai mažinant šiluminį įtempį aukšto tempimo procesuose; Antra, didelio grynumo SiC nešiklių grynumas, paruoštas cheminio garų nusėdimo (CVD) metodu, gali pasiekti 99,9995%, išvengiant kvarco nešėjų įprastos natrio jonų užteršimo problemos. Be to, SIC medžiagos lydymosi taškas esant 2830 ℃ leidžia jai prisitaikyti prie ilgalaikės darbo aplinkos, viršijančios 1600 ℃ MOCVD įrangoje.

Šiuo metu pagrindiniai produktai priima 6 colių specifikaciją, kurių storis yra 20–30 mm, o paviršiaus šiurkštumo reikalavimas yra mažesnis nei 0,5 μm. Norėdami sustiprinti epitaksinį vienodumą, vedantys gamintojai sukuria specifines topologines struktūras ant nešiklio paviršiaus per CNC apdirbimą. Pavyzdžiui, „Semiceri“ sukurtas korio formos griovelių dizainas gali kontroliuoti epitaksinio sluoksnio storio svyravimus ± 3%. Kalbant apie dangos technologiją, TAC/Tasi2 kompozicinė danga gali pratęsti nešiklio tarnavimo laiką iki daugiau nei 800 kartų, tai yra tris kartus ilgesnė nei nepadengto produkto.

Pramoninio taikymo lygmeniu SIC vežėjai pamažu persmelkė visą silicio karbido galios prietaisų gamybos procesą. Gaminant SBD diodus, SIC nešiotojų naudojimas gali sumažinti epitaksinio defektų tankį iki mažesnio nei 0,5 cm ². MOSFET prietaisams puikus jų temperatūros vienodumas padeda padidinti kanalo mobilumą 15% iki 20%. Remiantis pramonės statistika, 2024 m. Pasaulinės SIC vežėjų rinkos dydis viršijo 230 milijonų JAV dolerių, o sudėtinis metinis augimo tempas išlaikytas maždaug 28%.

Tačiau vis dar egzistuoja techninės kliūtys. Didelio dydžio nešiklių deformacijos valdymas išlieka iššūkis-8 colių nešiklių lygumo tolerancija turi būti suspausta per 50 μm. Šiuo metu „Semicera“ yra viena iš nedaugelio vidaus kompanijų, galinti kontroliuoti deformaciją. Vietinės įmonės, tokios kaip „Tiange Heda“, pasiekė masinę 6 colių vežėjų gamybą. Šiuo metu „Semicera“ padeda „Tiange Heda“ pritaikyti jiems SIC vežėjus. Šiuo metu jis kreipėsi į tarptautinius milžinus dėl dangos procesų ir defektų valdymo. Ateityje, susibūrus heteroepitaksijos technologijai, skirti „Gan-on-SiC“ programų vežėjai taps nauja tyrimų ir plėtros kryptis.