12-इन्च सिलिकन कार्बाइड सब्सट्रेटहरूको आवेदन सम्भावनाहरू

12-इन्चको सामग्री विशेषताहरू र प्राविधिक आवश्यकताहरू के हुन्सिलिकन कार्बाइड सब्सट्रेट्स?

A. सिलिकन कार्बाइडको आधारभूत भौतिक र रासायनिक विशेषताहरू

सिलिकन कार्बाइडको सबैभन्दा प्रमुख विशेषताहरू मध्ये एक यसको चौडा ब्यान्डग्याप चौडाइ हो, 4H-SiC को लागि लगभग 3.26 eV वा 6H-SiC को लागि 3.02 eV, सिलिकनको 1.1 eV भन्दा उल्लेखनीय रूपमा उच्च। यो फराकिलो ब्यान्डग्यापले SiC लाई अत्यधिक उच्च बिजुली क्षेत्र बलहरू अन्तर्गत काम गर्न र थर्मल ब्रेकडाउन वा ब्रेकडाउन बिना महत्त्वपूर्ण गर्मीको सामना गर्न अनुमति दिन्छ, यसलाई उच्च-भोल्टेज, उच्च-तापमान वातावरणमा इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको लागि मनपर्ने सामग्री बनाउँछ।

हाई ब्रेकडाउन इलेक्ट्रिक फिल्ड: SiC को उच्च ब्रेकडाउन इलेक्ट्रिक फिल्ड (सिलिकन भन्दा लगभग 10 गुणा) ले यसलाई उच्च भोल्टेज अन्तर्गत स्थिर रूपमा काम गर्न सक्षम बनाउँछ, उच्च शक्ति घनत्व र शक्ति इलेक्ट्रोनिक प्रणालीहरूमा दक्षता हासिल गर्न, विशेष गरी विद्युतीय सवारी, पावर कन्भर्टरहरू, र औद्योगिकहरूमा। बिजुली आपूर्ति।

उच्च-तापमान प्रतिरोध: SiC को उच्च थर्मल चालकता र उच्च तापक्रम (600°C वा उच्च सम्म) को सामना गर्ने क्षमताले यसलाई चरम वातावरणमा विशेष गरी मोटर वाहन र एयरोस्पेस उद्योगहरूमा सञ्चालन गर्न आवश्यक उपकरणहरूको लागि एक आदर्श विकल्प बनाउँछ।

उच्च आवृत्ति प्रदर्शन: यद्यपि SiC को इलेक्ट्रोन गतिशीलता सिलिकन भन्दा कम छ, यो अझै पनि उच्च-फ्रिक्वेन्सी अनुप्रयोगहरूलाई समर्थन गर्न पर्याप्त छ। तसर्थ, SiC ले उच्च आवृत्ति क्षेत्रहरू जस्तै ताररहित संचार, रडार, र उच्च-फ्रिक्वेन्सी पावर एम्पलीफायरहरूमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ।

विकिरण प्रतिरोध: SiC को बलियो विकिरण प्रतिरोध स्पेस उपकरणहरू र आणविक ऊर्जा इलेक्ट्रोनिक्स मा विशेष गरी स्पष्ट छ, जहाँ यो सामग्री प्रदर्शन को महत्वपूर्ण गिरावट बिना बाह्य विकिरण को हस्तक्षेप को सामना गर्न सक्छ।

B. 12-इन्च सब्सट्रेटहरूको प्रमुख प्राविधिक सूचकहरू

12-इन्च (300mm) सिलिकन कार्बाइड सब्सट्रेटहरूको फाइदाहरू आकारमा वृद्धि मात्र होइन तर तिनीहरूको व्यापक प्राविधिक आवश्यकताहरूमा पनि प्रतिबिम्बित हुन्छन्, जसले प्रत्यक्ष रूपमा निर्माण कठिनाइ र अन्तिम उपकरणहरूको प्रदर्शन निर्धारण गर्दछ।

क्रिस्टल संरचना: SiC मुख्यतया दुई साझा क्रिस्टल संरचनाहरू छन्-4H-SiC र 6H-SiC। 4H-SiC, यसको उच्च इलेक्ट्रोन गतिशीलता र उत्कृष्ट थर्मल चालकताको साथ, उच्च आवृत्ति र उच्च-शक्ति अनुप्रयोगहरूको लागि अधिक उपयुक्त छ, जबकि 6H-SiC मा उच्च दोष घनत्व र खराब इलेक्ट्रोनिक प्रदर्शन छ, सामान्यतया कम-शक्ति, कम-फ्रिक्वेन्सी अनुप्रयोगहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ। 12-इन्च सब्सट्रेटहरूको लागि, उपयुक्त क्रिस्टल संरचना छनौट गर्न महत्त्वपूर्ण छ। 4H-SiC, कम क्रिस्टल दोषहरूको साथ, उच्च-फ्रिक्वेन्सी, उच्च-शक्ति अनुप्रयोगहरूको लागि अधिक उपयुक्त छ।

सब्सट्रेट सतहको गुणस्तर: सब्सट्रेटको सतहको गुणस्तरले उपकरणको प्रदर्शनमा प्रत्यक्ष प्रभाव पार्छ। सतहको चिल्लोपन, नरमपन, र दोष घनत्व सबैलाई कडाइका साथ नियन्त्रण गर्न आवश्यक छ। कुनै नराम्रो सतहले यन्त्रको क्रिस्टलीय गुणस्तरलाई मात्र असर गर्दैन तर प्रारम्भिक यन्त्र विफलताको नेतृत्व गर्न सक्छ। त्यसकारण, केमिकल मेकानिकल पालिसिङ (CMP) जस्ता प्रविधिहरू मार्फत सब्सट्रेटको सतहको चिल्लोपन सुधार गर्नु महत्त्वपूर्ण छ।

मोटाई र एकरूपता नियन्त्रण: 12-इन्च सब्सट्रेटहरूको बढेको आकार भनेको मोटाई एकरूपता र क्रिस्टल गुणस्तरको लागि उच्च आवश्यकताहरू हो। असंगत मोटाईले असमान थर्मल तनाव निम्त्याउन सक्छ, जसले उपकरणको प्रदर्शन र विश्वसनीयतालाई असर गर्छ। उच्च गुणस्तर 12-इन्च सब्सट्रेटहरू सुनिश्चित गर्न, सटीक वृद्धि र त्यसपछि काटन र पालिश प्रक्रियाहरू मोटाई स्थिरता ग्यारेन्टी गर्न नियोजित हुनुपर्छ।

C. 12-इन्च सब्सट्रेटहरूको आकार र उत्पादन लाभहरू

सेमीकन्डक्टर उद्योगले ठूला सब्सट्रेटहरूतिर लाग्दा, १२-इन्च सिलिकन कार्बाइड सब्सट्रेटहरूले उत्पादन दक्षता र लागत-प्रभावकारितामा महत्त्वपूर्ण फाइदाहरू प्रदान गर्दछ। परम्परागतको तुलनामा6 इन्च र 8 इन्च सब्सट्रेटहरू, 12-इन्च सब्सट्रेटहरूले थप चिप कटौतीहरू प्रदान गर्न सक्छ, प्रति उत्पादन रन उत्पादन गरिएका चिपहरूको संख्यालाई धेरै बढाउँछ, जसले गर्दा एकाइ चिप लागतलाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउँछ। थप रूपमा, 12-इन्च सब्सट्रेटहरूको ठूलो आकारले एकीकृत सर्किटहरूको कुशल उत्पादनको लागि राम्रो प्लेटफर्म प्रदान गर्दछ, दोहोरिने उत्पादन चरणहरू घटाउँदै र समग्र उत्पादन दक्षता सुधार गर्दछ।

12-इन्च सिलिकन कार्बाइड सब्सट्रेटहरू कसरी निर्मित छन्?

A. क्रिस्टल ग्रोथ टेक्निकहरू

उदात्तीकरण विधि (PVT):

सबलिमेशन विधि (भौतिक भाप यातायात, PVT) सबैभन्दा सामान्य रूपमा प्रयोग हुने सिलिकन कार्बाइड क्रिस्टल विकास प्रविधिहरू मध्ये एक हो, विशेष गरी ठूलो आकारको सिलिकन कार्बाइड सब्सट्रेटहरूको उत्पादनको लागि उपयुक्त। यस प्रक्रियामा, सिलिकन कार्बाइडको कच्चा पदार्थ उच्च तापक्रममा उत्कृष्ट हुन्छ, र ग्यासयुक्त कार्बन र सिलिकन तातो सब्सट्रेटमा पुन: मिलाएर क्रिस्टलमा बढ्छ। उदात्तीकरण विधिको फाइदाहरूमा उच्च सामग्री शुद्धता र राम्रो क्रिस्टल गुणस्तर, उच्च मागको उत्पादनको लागि उपयुक्त समावेश छ।१२ इन्च सब्सट्रेटहरू। यद्यपि, यस विधिले केही चुनौतीहरू पनि सामना गर्दछ, जस्तै ढिलो वृद्धि दर र तापमान र वायुमण्डलको कडा नियन्त्रणको लागि उच्च आवश्यकताहरू।

CVD विधि (रासायनिक भाप निक्षेप):

CVD प्रक्रियामा, ग्यासीय पूर्ववर्तीहरू (जस्तै SiCl₄ र C₆H₆) सड्छन् र सब्सट्रेटमा जम्मा हुन्छन् र उच्च तापक्रममा फिल्म बनाउँछन्। PVT को तुलनामा, CVD विधिले अधिक एकसमान फिल्म वृद्धि प्रदान गर्न सक्छ र पातलो फिल्म सामग्री र सतह कार्यात्मककरणको लागि उपयुक्त छ। यद्यपि CVD विधिमा मोटाई नियन्त्रणमा केही कठिनाइहरू छन्, यो अझै पनि क्रिस्टल गुणस्तर र सब्सट्रेट एकरूपता सुधार गर्न व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

B. सब्सट्रेट काट्ने र पालिस गर्ने प्रविधिहरू

क्रिस्टल काट्ने:

ठूला आकारका क्रिस्टलहरूबाट १२ इन्च सब्सट्रेट काट्ने एउटा जटिल प्रविधि हो। क्रिस्टल काट्ने प्रक्रियालाई मेकानिकल तनावको सटीक नियन्त्रण चाहिन्छ कि काट्ने क्रममा सब्सट्रेट क्र्याक वा माइक्रोक्र्याकहरू विकास गर्दैन। काट्ने शुद्धता सुधार गर्न, लेजर काट्ने प्रविधि अक्सर प्रयोग गरिन्छ, वा अल्ट्रासोनिक र उच्च-परिशुद्धता मेकानिकल उपकरणहरूसँग काट्ने गुणस्तर बढाउन प्रयोग गरिन्छ।

पालिस र सतह उपचार:

केमिकल मेकानिकल पालिसिङ (CMP) सब्सट्रेट सतह गुणस्तर सुधार गर्न एक प्रमुख प्रविधि हो। यस प्रक्रियाले मेकानिकल घर्षण र रासायनिक प्रतिक्रियाहरूको समन्वयात्मक कार्यको माध्यमबाट सब्सट्रेट सतहमा सूक्ष्म-दोषहरू हटाउँछ, चिल्लोपन र समतलता सुनिश्चित गर्दछ। सतह उपचारले सब्सट्रेटको चमकलाई मात्र सुधार गर्दैन तर सतहको दोषहरू पनि कम गर्छ, जसले गर्दा पछिल्ला यन्त्रहरूको प्रदर्शनलाई अनुकूलन गर्दछ।

C. सब्सट्रेट दोष नियन्त्रण र गुणस्तर निरीक्षण

दोष प्रकार:

मा सामान्य दोषहरूसिलिकन कार्बाइड सब्सट्रेट्सdislocations, जाली दोष, र microcracks समावेश गर्दछ। यी दोषहरूले प्रत्यक्ष रूपमा विद्युतीय प्रदर्शन र उपकरणहरूको थर्मल स्थिरतालाई असर गर्न सक्छ। तसर्थ, सब्सट्रेट बृद्धि, काट्ने र पालिस गर्ने क्रममा यी दोषहरूको उपस्थितिलाई कडाईका साथ नियन्त्रण गर्न आवश्यक छ। विस्थापन र जाली दोषहरू सामान्यतया अनुचित क्रिस्टल वृद्धि वा अत्यधिक काट्ने तापमानबाट उत्पन्न हुन्छ।

गुणस्तर मूल्याङ्कन:

सब्सट्रेट गुणस्तर सुनिश्चित गर्न, स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोपी (SEM) र परमाणु बल माइक्रोस्कोपी (AFM) जस्ता प्रविधिहरू सामान्यतया सतह गुणस्तर निरीक्षणको लागि प्रयोग गरिन्छ। थप रूपमा, विद्युतीय प्रदर्शन परीक्षणहरू (जस्तै चालकता र गतिशीलता) ले सब्सट्रेट गुणस्तरको थप मूल्याङ्कन गर्न सक्छ।

कुन क्षेत्रहरूमा 12-इन्च सिलिकन कार्बाइड सब्सट्रेटहरू लागू गरिन्छ?

A. पावर इलेक्ट्रोनिक्स र पावर सेमीकन्डक्टर उपकरणहरू

12-इन्च सिलिकन कार्बाइड सब्सट्रेटहरू पावर सेमीकन्डक्टर उपकरणहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, विशेष गरी MOSFETs, IGBTs, र Schottky डायोडहरूमा। यी उपकरणहरू कुशल पावर व्यवस्थापन, औद्योगिक पावर आपूर्ति, कन्भर्टरहरू, र विद्युतीय सवारी साधनहरूमा व्यापक रूपमा लागू हुन्छन्। उच्च भोल्टेज सहिष्णुता र SiC यन्त्रहरूको कम स्विचिङ हानि विशेषताहरूले तिनीहरूलाई पावर रूपान्तरण दक्षतामा उल्लेखनीय सुधार गर्न, ऊर्जा हानि कम गर्न, र हरित ऊर्जा प्रविधिहरूको विकासलाई बढावा दिन सक्षम बनाउँछ।

B. नयाँ ऊर्जा र विद्युतीय सवारी साधनहरू

विद्युतीय सवारी साधनहरूमा, 12-इन्च सिलिकन कार्बाइड सब्सट्रेटहरूले इलेक्ट्रिक ड्राइभ प्रणालीहरूको दक्षता बढाउन र ब्याट्री चार्ज गर्ने गति र दायरा सुधार गर्न सक्छ। को क्षमता को कारणसिलिकन कार्बाइड सामाग्रीउच्च भोल्टेज र उच्च-फ्रिक्वेन्सी संकेतहरूलाई प्रभावकारी रूपमा ह्यान्डल गर्न, तिनीहरू इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिङ स्टेशनहरूमा उच्च-गति चार्जिङ उपकरणहरूमा पनि अपरिहार्य छन्।

C. 5G संचार र उच्च आवृत्ति इलेक्ट्रोनिक्स

12-इन्च सिलिकन कार्बाइड सब्सट्रेटहरू, तिनीहरूको उत्कृष्ट उच्च-फ्रिक्वेन्सी प्रदर्शनको साथ, 5G बेस स्टेशनहरू र उच्च-फ्रिक्वेन्सी RF उपकरणहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। तिनीहरूले 5G नेटवर्कहरूको उच्च-गति डेटा प्रसारणलाई समर्थन गर्दै, सिग्नल प्रसारण दक्षतामा उल्लेखनीय सुधार गर्न र सिग्नल हानि कम गर्न सक्छन्।

D. ऊर्जा क्षेत्र

सिलिकन कार्बाइड सब्सट्रेटहरू पनि फोटोभोल्टिक इन्भर्टरहरू र पवन ऊर्जा उत्पादन जस्ता नवीकरणीय ऊर्जा क्षेत्रहरूमा महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोगहरू छन्। ऊर्जा रूपान्तरण दक्षता सुधार गरेर, SiC यन्त्रहरूले ऊर्जा हानि कम गर्न र पावर ग्रिड उपकरणहरूको स्थिरता र विश्वसनीयता बढाउन सक्छ।

12-इन्च सिलिकन कार्बाइड सब्सट्रेटहरूको चुनौती र बाधाहरू के हुन्?

A. निर्माण लागत र ठूलो मात्रामा उत्पादन

12 इन्च को उत्पादन लागतसिलिकन कार्बाइड वेफर्सउच्च रहन्छ, मुख्यतया कच्चा माल, उपकरण लगानी, र प्रविधि अनुसन्धान र विकास मा प्रतिबिम्बित। कसरी ठूला-ठूला उत्पादनको प्राविधिक चुनौतीहरू पार गर्ने र एकाइ निर्माण लागत घटाउने सिलिकन कार्बाइड टेक्नोलोजीको लोकप्रियतालाई बढावा दिन महत्त्वपूर्ण छ।

B. सब्सट्रेट दोष र गुणस्तर स्थिरता

यद्यपि 12-इन्च सब्सट्रेटहरूमा उत्पादन फाइदाहरू छन्, दोषहरू अझै पनि तिनीहरूको क्रिस्टल वृद्धि, काट्ने, र पालिश गर्ने प्रक्रियाहरूमा देखा पर्न सक्छन्, जसले सब्सट्रेट गुणस्तर असंगत हुन्छ। कसरी दोष घनत्व कम गर्ने र नवीन प्रविधिहरू मार्फत गुणस्तर स्थिरता सुधार गर्ने भविष्यको अनुसन्धानको केन्द्रबिन्दु हो।

C. उपकरण र प्रविधि अद्यावधिकहरूको लागि माग

उच्च परिशुद्धता काट्ने र पालिश गर्ने उपकरणहरूको माग बढ्दै गएको छ। एकै समयमा, नयाँ पत्ता लगाउने प्रविधिहरूमा आधारित सब्सट्रेटहरूको सटीक गुणस्तर निरीक्षण (जस्तै परमाणु बल माइक्रोस्कोपी, इलेक्ट्रोन बीम स्क्यानिङ, आदि) उत्पादन दक्षता र उत्पादन गुणस्तर सुधार गर्न कुञ्जी हो।

हामी Semicorex मा एक दायरा प्रदान गर्दछउच्च गुणस्तर वेफर्ससेमीकन्डक्टर उद्योगको माग आवश्यकताहरू पूरा गर्न सावधानीपूर्वक इन्जिनियर गरिएको, यदि तपाइँसँग कुनै सोधपुछ छ वा थप विवरणहरू चाहिन्छ भने, कृपया हामीलाई सम्पर्क गर्न नहिचकिचाउनुहोस्।

सम्पर्क फोन: +86-13567891907

इमेल: sales@semicorex.com