Schwierigkeiten bei der Vorbereitung von SiC-Substraten

Schwierigkeiten bei der Temperaturfeldkontrolle:Für das Wachstum von Si-Kristallstäben sind nur 1500℃ erforderlichSiC-Kristallstabmuss bei einer hohen Temperatur von mehr als 2000℃ wachsen, und es gibt mehr als 250 SiC-Isomere, aber die Haupteinkristallstruktur 4H-SiC wird zur Herstellung von Leistungsgeräten verwendet. Wenn es nicht genau kontrolliert wird, werden andere Kristallstrukturen erhalten. Darüber hinaus bestimmt der Temperaturgradient im Tiegel die Geschwindigkeit der SiC-Sublimationsübertragung sowie die Anordnung und Wachstumsart gasförmiger Atome an der Kristallgrenzfläche, was wiederum Auswirkungen auf die Kristallwachstumsrate und die Kristallqualität hat. Daher muss eine systematische Technologie zur Temperaturfeldsteuerung entwickelt werden.

Langsames Kristallwachstum:Die Wachstumsrate von Si-Kristallstäben kann 30–150 mm/h erreichen, und die Herstellung von 1–3 m langen Siliziumkristallstäben dauert nur etwa 1 Tag; während die Wachstumsrate von SiC-Kristallstäben am Beispiel der PVT-Methode etwa 0,2–0,4 mm/h beträgt und es 7 Tage dauert, weniger als 3–6 cm zu wachsen. Die Kristallwachstumsrate beträgt bei Siliziummaterialien weniger als ein Prozent und die Produktionskapazität ist äußerst begrenzt.

Hohe Anforderungen an gute Produktparameter und geringe Ausbeute:Die Kernparameter vonSiC-SubstrateDazu gehören Mikroröhrendichte, Versetzungsdichte, spezifischer Widerstand, Verzug, Oberflächenrauheit usw. Es handelt sich um eine komplexe Systemtechnik, um Atome in einer geordneten Art und Weise anzuordnen und das Kristallwachstum in einer geschlossenen Hochtemperaturkammer abzuschließen und gleichzeitig Parameterindikatoren zu kontrollieren.

Das Material ist hart und spröde, das Schneiden dauert lange und ist mit hohem Verschleiß verbunden:Die Mohs-Härte von SiC ist nach Diamant die zweitgrößte, was das Schneiden, Schleifen und Polieren deutlich schwieriger macht. Es dauert etwa 120 Stunden, einen 3 cm dicken Barren in 35–40 Stücke zu schneiden. Aufgrund der hohen Sprödigkeit von SiC kommt es außerdem zu einem stärkeren Verschleiß der Chipbearbeitung und die Ausbringungsquote beträgt nur etwa 60 %.

Der derzeit wichtigste Richtungstrend bei der Substratentwicklung ist die Erweiterung des Durchmessers. Die 6-Zoll-Massenproduktionslinie auf dem globalen SiC-Markt ist ausgereift und führende Unternehmen sind in den 8-Zoll-Markt eingestiegen.