Obtížnost přípravy SiC substrátů

Potíže s ovládáním teplotního pole:Růst krystalové tyče Si vyžaduje pouze 1500 ℃, zatímcoSiC krystalová tyčpotřebuje růst při vysoké teplotě více než 2000 ℃ a existuje více než 250 izomerů SiC, ale používá se hlavní monokrystalická struktura 4H-SiC používaná k výrobě energetických zařízení. Pokud není přesně řízena, získají se jiné krystalové struktury. Teplotní gradient v kelímku navíc určuje rychlost přenosu sublimace SiC a uspořádání a způsob růstu plynných atomů na rozhraní krystalu, což zase ovlivňuje rychlost růstu krystalu a kvalitu krystalu. Proto je třeba vytvořit technologii systematického řízení teplotního pole.

Pomalý růst krystalů:Rychlost růstu krystalové tyče Si může dosáhnout 30-150 mm/h a výroba tyčí křemíkových krystalů o délce 1-3 m trvá pouze 1 den; zatímco rychlost růstu krystalových tyčinek SiC, vezmeme-li jako příklad metodu PVT, je asi 0,2-0,4 mm/h a růst o méně než 3-6 cm trvá 7 dní. Rychlost růstu krystalů je menší než jedno procento křemíkových materiálů a výrobní kapacita je extrémně omezená.

Vysoké požadavky na dobré parametry produktu a nízkou výtěžnost:Základní parametrySiC substrátyzahrnují hustotu mikrozkumavek, hustotu dislokací, měrný odpor, deformaci, drsnost povrchu atd. Jedná se o složité systémové inženýrství pro uspořádání atomů uspořádaným způsobem a dokončení růstu krystalů v uzavřené vysokoteplotní komoře při kontrole indikátorů parametrů.

Materiál je tvrdý a křehký a řezání trvá dlouho a má vysoké opotřebení:Mohsova tvrdost SiC je na druhém místě za diamantem, což výrazně zvyšuje obtížnost jeho řezání, broušení a leštění. Rozřezání 3 cm silného ingotu na 35-40 kusů trvá asi 120 hodin. Navíc se díky vysoké křehkosti SiC bude více opotřebovávat i zpracování čipu a výstupní poměr je jen asi 60 %.

V současnosti je nejdůležitějším směrem vývoje substrátu rozšiřování průměru. 6palcová hromadná výrobní linka na globálním trhu SiC dozrává a přední společnosti vstoupily na 8palcový trh.