Il processo di produzione e le difficoltà del wafer di carburo di silicio

Negli articoli precedenti, abbiamo discusso l'applicazione di carburo di silicio nell'industria dei semiconduttori. Oggi conosceremo sistematicamente il processo di produzione e le difficoltà dei wafer di carburo di silicio.

1/Definizione di wafer di carburo di silicio

Il wafer di carburo di silicio è un tipo di dispositivo a semiconduttore che, rispetto al silicio tradizionale, presenta caratteristiche eccellenti come l'ampio bandgap, la velocità di deriva, l'elevata tensione di breakdown, l'alta conducibilità termica e la resistenza alle alte temperature.

Grazie a queste caratteristiche, i wafer di carburo di silicio sono utilizzati principalmente in ambienti estremi come l'elettronica, l'aerospaziale, il militare e l'energia nucleare.

Anche nei settori dell'illuminazione a stato solido a LED e dei dispositivi ad alta frequenza, il wafer di carburo di silicio trova ampie applicazioni. Alcuni mercati con un enorme potenziale di sviluppo, come quello della retroilluminazione di smartphone e computer portatili, hanno anche una grande domanda di cristalli di carburo di silicio.

Wafer

 

Epitassia

Dispositivo

Applicazione

Wafer SiC

Tipo di conducibilità

Epitassia di SiC

dispositivo di alimentazione

Veicoli a nuova energia,

sistemi di alimentazione, ecc.

Tipo semi-isolato

Epitassia GaN

Dispositivi RF a microonde

Comunicazione 5G

2/Panoramica della lavorazione dei wafer di carburo di silicio

Il carburo di silicio a cristallo singolo è un materiale semiconduttore di terza generazione ad alta temperatura e a largo bandgap, con ampie prospettive di applicazione sul mercato, tra cui carburo di silicio nero e carburo di silicio verde.

Nella produzione di wafer di carburo di silicio, il substrato è l'anello più cruciale della catena industriale del carburo di silicio, in quanto determina direttamente la resa applicativa del carburo di silicio. Inoltre, i dati mostrano che il costo dei substrati rappresenta circa 50% dell'intero processo di preparazione.

3/Il processo di produzione del wafer di carburo di silicio

A. Preparazione delle materie prime

Preparare polvere di silicio di elevata purezza e polvere di carbonio di elevata purezza come materie prime.

B. Tecnologia di crescita dei cristalli

1. Metodo PTV: Il trasporto fisico di vapore, utilizzando il principio del trasferimento di fase gassosa, trasferisce le materie prime in fase gassosa all'area di crescita a bassa temperatura in condizioni di alta temperatura, consentendo il deposito e la formazione di cristalli nell'area di crescita. Questo metodo viene solitamente eseguito in una camera di reazione chiusa, che comprende il materiale di partenza e il substrato di crescita.

2. Metodo CVD: Deposizione chimica da vapore. Il metodo CVD utilizza reazioni chimiche in fase gassosa per formare film sottili di materiali solidi. Questo processo viene solitamente eseguito in ambienti ad alta temperatura e la deposizione di film sottili può essere ottenuta controllando la concentrazione dei reagenti e le condizioni di reazione nella fase gassosa.

C. Lavorazione del lingotto: I lingotti di carburo di silicio ottenuti vengono orientati con uno strumento di orientamento a raggi X per cristalli singoli, quindi rettificati in piano, laminati e lavorati in cristalli di carburo di silicio di diametro standard.

D. Taglio del cristallo: Utilizzare un'apparecchiatura di taglio a più fili per tagliare il carburo di silicio in fogli sottili con uno spessore non superiore a 1 mm.

E. Macinazione dei cristalli: Rettifica del cristallo per ottenere la planarità e la rugosità desiderate utilizzando fluidi diamantati con diverse dimensioni delle particelle.

F. Lucidatura dei cristalli: ottenere lastre di lucidatura in carburo di silicio non danneggiate in superficie attraverso metodi di lucidatura meccanica e di lucidatura chimica meccanica.

G. Pulizia dei cristalli: Pulire il wafer di lucidatura in carburo di silicio con detergenti e acqua pura per rimuovere la soluzione di lucidatura residua e altri contaminanti superficiali sulla lucidatura. Quindi, utilizzare gas di azoto ad altissima purezza e uno spin dryer per soffiare e centrifugare il wafer.

4/Le difficoltà nella lavorazione del wafer di carburo di silicio

Durezza del carburo di silicio:

Poiché il carburo di silicio è più duro dei materiali comuni e ha un'elevata resistenza all'usura, aumenta il rischio di usura degli utensili durante i processi di taglio e lucidatura.

Il tasso di crescita dei cristalli:

Il tasso di crescita dei cristalli di carburo di silicio è influenzato dalla temperatura e dalla pressione, rendendo il processo relativamente complesso.

Costi e risorse:

La lavorazione dei wafer di carburo di silicio richiede temperature elevate, attrezzature altamente specializzate e materiali avanzati, il che può comportare un aumento dei costi di produzione.

Inoltre: maggiore è la dimensione del cristallo, maggiore è la difficoltà della crescita del cristallo e della tecnologia di lavorazione, mentre l'efficienza di produzione e il costo unitario dei dispositivi a valle sono più elevati.

5/L'applicazione del wafer di carburo di silicio

Elettronica di potenza:

I wafer di carburo di silicio sono ampiamente utilizzati nel campo dell'elettronica di potenza per produrre dispositivi di potenza ad alte prestazioni, come inverter e raddrizzatori.

LED:

Applicazione: Il carburo di silicio viene utilizzato come substrato per i LED (diodi a emissione luminosa), per la produzione di dispositivi LED ad alta luminosità e ad alta efficienza.

Dispositivi a semiconduttore:

Applicazione: I wafer di carburo di silicio sono utilizzati nella produzione di semiconduttori per realizzare diodi, MOSFET e altri dispositivi a semiconduttore ad alte prestazioni.

Veicoli elettrici:

Applicazione: I wafer di carburo di silicio sono utilizzati nei veicoli elettrici per la produzione di dispositivi elettronici di potenza, come i sistemi di gestione delle batterie e i controller dei motori.

Microelettronica:

Applicazioni: Il carburo di silicio viene utilizzato nella microelettronica per produrre microsensori, sistemi microelettromeccanici (MEMS) e altri componenti microelettronici.

6/Carburo di silicio in vendita

Da 19 anni Yafeite si impegna a fornire prodotti in carburo di silicio di alta qualità, esportati in più di 50 paesi e regioni in tutto il mondo, diventando sinonimo di fornitori di alta qualità.

Per qualsiasi domanda sui nostri prodotti o servizi, non esitate a contattarci in qualsiasi momento.

E-mail: info@sdgangtie.com

Telefono: +8618654501991

Blog correlati

Prodotti correlati

Indice dei contenuti

Benvenuti a chiedere informazioni

Mettetevi in contatto con il nostro personale di vendita professionale compilando il nostro modulo, offriamo un servizio di consulenza gratuita 24 ore su 24.

Offerte esclusive Godimento

Grazie per l'interesse dimostrato nei confronti del nostro prodotto! Lasciate un messaggio ora e vi offriremo sconti esclusivi o piani personalizzati per aiutarvi a ottenere più valore.