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Difficulté à préparer les substrats SiC

2024-06-14

Difficulté de contrôle du champ de température :La croissance des tiges de cristal Si ne nécessite que 1 500 ℃, tandis queTige de cristal SiCdoit croître à une température élevée de plus de 2000 ℃ et il existe plus de 250 isomères SiC, mais la principale structure monocristalline 4H-SiC utilisée pour fabriquer des dispositifs électriques est utilisée. Si cela n’est pas contrôlé avec précision, d’autres structures cristallines seront obtenues. De plus, le gradient de température dans le creuset détermine le taux de transmission par sublimation du SiC ainsi que la disposition et le mode de croissance des atomes gazeux sur l'interface cristalline, ce qui à son tour affecte le taux de croissance et la qualité des cristaux. Par conséquent, une technologie systématique de contrôle du champ de température doit être créée.


Croissance cristalline lente :Le taux de croissance de la tige de cristal de Si peut atteindre 30 à 150 mm/h, et il ne faut qu'environ 1 jour pour produire des tiges de cristal de silicium de 1 à 3 m ; tandis que le taux de croissance des tiges de cristal SiC, en prenant la méthode PVT comme exemple, est d'environ 0,2 à 0,4 mm/h, et il faut 7 jours pour croître de moins de 3 à 6 cm. Le taux de croissance des cristaux est inférieur à un pour cent des matériaux à base de silicium et la capacité de production est extrêmement limitée.


Exigences élevées pour de bons paramètres de produit et un faible rendement :Les paramètres fondamentaux deSubstrats SiCinclure la densité des microtubes, la densité des dislocations, la résistivité, la déformation, la rugosité de la surface, etc. Il s'agit d'une ingénierie de système complexe pour disposer les atomes de manière ordonnée et terminer la croissance des cristaux dans une chambre fermée à haute température tout en contrôlant les indicateurs de paramètres.


Le matériau est dur et cassant, et la coupe prend beaucoup de temps et présente une usure importante :La dureté Mohs du SiC est juste derrière le diamant, ce qui augmente considérablement la difficulté de sa coupe, de son meulage et de son polissage. Il faut environ 120 heures pour couper un lingot de 3 cm d'épaisseur en 35 à 40 morceaux. De plus, en raison de la grande fragilité du SiC, le traitement des puces s'usera également davantage et le taux de production n'est qu'environ 60 %.


À l’heure actuelle, la tendance la plus importante du développement du substrat est l’augmentation du diamètre. La ligne de production de masse de 6 pouces sur le marché mondial du SiC arrive à maturité et des entreprises leaders sont entrées sur le marché des 8 pouces.


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