Moeilijkheden bij het bereiden van SiC-substraten

Moeilijkheden bij temperatuurveldcontrole:Voor de groei van Si-kristalstaven is slechts 1500 ℃ nodigSiC-kristalstaafmoet groeien bij een hoge temperatuur van meer dan 2000 ℃, en er zijn meer dan 250 SiC-isomeren, maar de belangrijkste 4H-SiC-eenkristalstructuur die wordt gebruikt om stroomapparaten te maken, wordt gebruikt. Als het niet precies wordt gecontroleerd, zullen andere kristalstructuren worden verkregen. Bovendien bepaalt de temperatuurgradiënt in de smeltkroes de snelheid van SiC-sublimatietransmissie en de rangschikking en groeimodus van gasvormige atomen op het kristalgrensvlak, wat op zijn beurt de kristalgroeisnelheid en kristalkwaliteit beïnvloedt. Daarom moet er een systematische technologie voor temperatuurveldcontrole worden ontwikkeld.

Langzame kristalgroei:De groeisnelheid van Si-kristalstaven kan 30-150 mm / uur bereiken, en het duurt slechts ongeveer 1 dag om siliciumkristalstaven van 1-3 m te produceren; terwijl de groeisnelheid van SiC-kristalstaven, met de PVT-methode als voorbeeld, ongeveer 0,2-0,4 mm/uur bedraagt, en het 7 dagen duurt om minder dan 3-6 cm te groeien. De kristalgroeisnelheid bedraagt ​​minder dan één procent van die van siliciummaterialen en de productiecapaciteit is uiterst beperkt.

Hoge eisen aan goede productparameters en lage opbrengst:De kernparameters vanSiC-substratenomvatten microbuisdichtheid, dislocatiedichtheid, soortelijke weerstand, kromtrekken, oppervlakteruwheid, enz. Het is een complexe systeemtechniek om atomen op een ordelijke manier te rangschikken en de kristalgroei in een gesloten hogetemperatuurkamer te voltooien, terwijl parameterindicatoren worden gecontroleerd.

Het materiaal is hard en bros, het snijden duurt lang en vertoont een hoge slijtage:De Mohs-hardheid van SiC komt op de tweede plaats na diamant, wat de moeilijkheidsgraad van het snijden, slijpen en polijsten aanzienlijk vergroot. Het duurt ongeveer 120 uur om een ​​3 cm dikke staaf in 35-40 stukken te snijden. Bovendien zal de chipverwerking, vanwege de hoge brosheid van SiC, ook meer slijten en bedraagt ​​de outputratio slechts ongeveer 60%.

Momenteel is de belangrijkste trend in de substraatontwikkeling het vergroten van de diameter. De 6-inch massaproductielijn op de mondiale SiC-markt wordt volwassen en toonaangevende bedrijven hebben de 8-inch-markt betreden.