อะไรคือความท้าทายในการผลิตพื้นผิว SiC

ในขณะที่เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์วนซ้ำและอัปเกรดไปสู่ความถี่ที่สูงขึ้น อุณหภูมิที่สูงขึ้น พลังงานที่สูงขึ้น และการสูญเสียที่น้อยลง ซิลิคอนคาร์ไบด์จึงมีความโดดเด่นในฐานะวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามชั้นนำ โดยค่อยๆ เข้ามาแทนที่ซับสเตรตซิลิกอนทั่วไป พื้นผิวซิลิคอนคาร์ไบด์มีข้อได้เปรียบที่แตกต่างกัน เช่น แถบความถี่ที่กว้างขึ้น ค่าการนำความร้อนที่สูงขึ้น ความแรงของสนามไฟฟ้าวิกฤตที่เหนือกว่า และการเคลื่อนตัวของอิเล็กตรอนที่สูงขึ้น กลายเป็นตัวเลือกในอุดมคติสำหรับอุปกรณ์ประสิทธิภาพสูง กำลังสูง และความถี่สูงในสาขาที่ล้ำสมัย เช่น NEV, การสื่อสาร 5G, เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ และการบินและอวกาศ

ความท้าทายในการผลิตซับสเตรตซิลิคอนคาร์ไบด์คุณภาพสูง

การผลิตและการแปรรูปซับสเตรตซิลิคอนคาร์ไบด์คุณภาพสูงเกี่ยวข้องกับอุปสรรคทางเทคนิคที่สูงมาก ความท้าทายมากมายยังคงมีอยู่ในกระบวนการทั้งหมด ตั้งแต่การเตรียมวัตถุดิบไปจนถึงการผลิตผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ซึ่งกลายเป็นปัจจัยสำคัญที่จำกัดการใช้งานในวงกว้างและการยกระดับอุตสาหกรรม

1. ความท้าทายในการสังเคราะห์วัตถุดิบ

วัตถุดิบพื้นฐานสำหรับการเติบโตของผลึกเดี่ยวของซิลิคอนคาร์ไบด์คือผงคาร์บอนและผงซิลิกอน พวกมันไวต่อการปนเปื้อนจากสิ่งเจือปนในสิ่งแวดล้อมในระหว่างการสังเคราะห์ และการกำจัดสิ่งเจือปนเหล่านี้เป็นเรื่องยาก สิ่งเจือปนเหล่านี้ส่งผลเสียต่อคุณภาพคริสตัล SiC ขั้นปลายน้ำ นอกจากนี้ ปฏิกิริยาที่ไม่สมบูรณ์ระหว่างผงซิลิกอนและผงคาร์บอนอาจทำให้เกิดความไม่สมดุลในอัตราส่วน Si/C ได้อย่างง่ายดาย ส่งผลให้เสถียรภาพของโครงสร้างผลึกลดลง การควบคุมรูปร่างผลึกและขนาดอนุภาคที่แม่นยำในผง SiC สังเคราะห์นั้นต้องการการประมวลผลหลังการสังเคราะห์ที่เข้มงวด จึงเป็นการยกระดับอุปสรรคทางเทคนิคในการเตรียมวัตถุดิบ

2. ความท้าทายในการเติบโตของคริสตัล

การเจริญเติบโตของผลึกซิลิกอนคาร์ไบด์ต้องใช้อุณหภูมิที่สูงกว่า 2,300°C ซึ่งทำให้มีความต้องการที่เข้มงวดในด้านความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงและความแม่นยำในการควบคุมความร้อนของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ซิลิกอนคาร์ไบด์แตกต่างจากซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ตรงที่มีอัตราการเติบโตที่ช้ามาก ตัวอย่างเช่น หากใช้วิธี PVT จะทำให้ผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์สูงได้เพียง 2 ถึง 6 เซนติเมตรภายในเจ็ดวัน ส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตต่ำสำหรับซับสเตรตซิลิคอนคาร์ไบด์ ซึ่งจำกัดกำลังการผลิตโดยรวมอย่างรุนแรง  นอกจากนี้ ซิลิคอนคาร์ไบด์ยังมีโครงสร้างผลึกมากกว่า 200 ประเภท ซึ่งใช้งานได้เพียงไม่กี่ประเภทเท่านั้น เช่น 4H-SiC ดังนั้นการควบคุมพารามิเตอร์อย่างเข้มงวดจึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อหลีกเลี่ยงการรวมหลายรูปแบบและรับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์

3. ความท้าทายในการประมวลผลคริสตัล

เนื่องจากความแข็งของซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นอันดับสองรองจากเพชร ซึ่งเพิ่มความยากในการตัดอย่างมาก ในระหว่างกระบวนการหั่น การสูญเสียการตัดอย่างมีนัยสำคัญเกิดขึ้น โดยมีอัตราการสูญเสียอยู่ที่ประมาณ 40% ส่งผลให้ประสิทธิภาพการใช้วัสดุต่ำมาก เนื่องจากมีความทนทานต่อการแตกหักต่ำ ซิลิคอนคาร์ไบด์จึงมีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวและการบิ่นที่ขอบในระหว่างกระบวนการทำให้ผอมบาง นอกจากนี้ กระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ในเวลาต่อมายังกำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดอย่างยิ่งเกี่ยวกับความแม่นยำในการตัดเฉือนและคุณภาพพื้นผิวของซับสเตรตซิลิคอนคาร์ไบด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับความหยาบของพื้นผิว ความเรียบ และการบิดงอ สิ่งนี้นำเสนอความท้าทายอย่างมากในการจัดวางสำหรับการทำให้ผอมบาง การบด และการขัดเงาของซับสเตรตซิลิคอนคาร์ไบด์

ข้อเสนอของ Semicorexพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์ในขนาดและเกรดต่างๆ โปรดติดต่อเราหากมีคำถามหรือรายละเอียดเพิ่มเติม

โทร: +86-13567891907

อีเมล์: sales@semicorex.com