ความยากในการเตรียมซับสเตรต SiC

ความยากในการควบคุมอุณหภูมิภาคสนาม:การเจริญเติบโตของแท่งคริสตัล Si ต้องการเพียง 1,500 ℃ ในขณะที่แท่งคริสตัล SiCจำเป็นต้องเติบโตที่อุณหภูมิสูงกว่า 2,000 ℃ และมีไอโซเมอร์ SiC มากกว่า 250 ตัว แต่ใช้โครงสร้างผลึกเดี่ยว 4H-SiC หลักที่ใช้ในการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้า หากไม่ได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำ ก็จะได้โครงสร้างผลึกอื่นๆ นอกจากนี้ การไล่ระดับอุณหภูมิในถ้วยใส่ตัวอย่างจะกำหนดอัตราการส่งผ่านของการระเหิดของ SiC ตลอดจนรูปแบบการจัดเรียงและการเติบโตของอะตอมก๊าซบนส่วนต่อประสานของคริสตัล ซึ่งจะส่งผลต่ออัตราการเติบโตของคริสตัลและคุณภาพของผลึก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการสร้างเทคโนโลยีการควบคุมอุณหภูมิภาคสนามอย่างเป็นระบบ

การเจริญเติบโตของผลึกช้า:อัตราการเติบโตของแท่งคริสตัล Si สามารถเข้าถึง 30-150 มม./ชม. และใช้เวลาประมาณ 1 วันในการผลิตแท่งคริสตัลซิลิคอนขนาด 1-3 ล้านแท่ง ในขณะที่อัตราการเติบโตของแท่งคริสตัล SiC โดยใช้วิธี PVT เป็นตัวอย่าง อยู่ที่ประมาณ 0.2-0.4 มม./ชม. และต้องใช้เวลา 7 วันจึงจะเติบโตได้น้อยกว่า 3-6 ซม. อัตราการเติบโตของคริสตัลน้อยกว่าหนึ่งเปอร์เซ็นต์ของวัสดุซิลิกอน และกำลังการผลิตมีจำกัดอย่างมาก

ข้อกำหนดสูงสำหรับพารามิเตอร์ผลิตภัณฑ์ที่ดีและผลผลิตต่ำ:พารามิเตอร์หลักของสารตั้งต้น SiCรวมถึงความหนาแน่นของไมโครทิวบ์ ความหนาแน่นของการเคลื่อนที่ ความต้านทาน การบิดเบี้ยว ความขรุขระของพื้นผิว ฯลฯ เป็นวิศวกรรมระบบที่ซับซ้อนในการจัดเรียงอะตอมในลักษณะที่เป็นระเบียบและการเติบโตของผลึกโดยสมบูรณ์ในห้องที่มีอุณหภูมิสูงแบบปิดในขณะที่ควบคุมตัวบ่งชี้พารามิเตอร์

วัสดุมีความแข็งและเปราะ การตัดใช้เวลานานและมีการสึกหรอสูง:ความแข็ง Mohs ของ SiC เป็นอันดับสองรองจากเพชร ซึ่งเพิ่มความยากในการตัด การเจียร และการขัดเงาอย่างมาก ใช้เวลาประมาณ 120 ชั่วโมงในการตัดลิ่มหนา 3 ซม. ออกเป็น 35-40 ชิ้น นอกจากนี้ เนื่องจาก SiC มีความเปราะบางสูง การประมวลผลชิปจึงสึกหรอมากขึ้น และอัตราส่วนเอาต์พุตจะอยู่ที่ประมาณ 60% เท่านั้น

ปัจจุบันแนวโน้มทิศทางที่สำคัญที่สุดของการพัฒนาพื้นผิวคือการขยายเส้นผ่านศูนย์กลาง สายการผลิตจำนวนมากขนาด 6 นิ้วในตลาด SiC ทั่วโลกกำลังเติบโต และบริษัทชั้นนำได้เข้าสู่ตลาดขนาด 8 นิ้วแล้ว