炭化ケイ素ウェハーの製造プロセスと難しさ

これまでの記事で、次のようなアプリケーションについて説明してきた。 半導体産業における炭化ケイ素.今日は、炭化ケイ素ウェハーの製造工程と難しさについて体系的に学ぶことにしよう。

1/炭化ケイ素ウェハーの定義

炭化ケイ素ウェーハは、従来のシリコンに比べ、ワイドバンドギャップ、高速ドリフト、高耐圧、高熱伝導性、高温耐性などの優れた特性を持つ半導体デバイスの一種である。

このような特徴から、炭化ケイ素ウェーハは主にエレクトロニクス、航空宇宙、軍事、原子力などの極限環境で使用されている。

LED固体照明と高周波デバイスの分野でも、炭化ケイ素ウェハは幅広い用途がある。スマートフォンやノートパソコンのバックライト市場など、大きな発展の可能性を秘めた市場もあり、炭化ケイ素結晶の需要も大きく伸びている。

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2/炭化ケイ素ウェハープロセスの概要

炭化ケイ素単結晶は、第三世代の高温ワイドバンドギャップ半導体材料であり、以下のような幅広い市場への応用が期待されている。 黒色炭化ケイ素 そして グリーン炭化ケイ素.

炭化ケイ素ウェハーの製造において、基板は炭化ケイ素産業チェーンの最も重要なリンクであり、炭化ケイ素の応用生産高を直接決定する。さらに、基板コストは準備工程全体の約50%を占めるというデータもある。

3/炭化ケイ素ウェハーの製造工程

A.原料の準備

原料として高純度シリコン粉末と高純度カーボン粉末を用意する。

B.結晶成長技術

1.PTV法: 物理的気相輸送は、気相移動の原理を利用し、高温条件下で気相中の原料を低温成長領域に移動させ、成長領域に結晶を析出・形成させる。この方法は通常、原料や成長基板を含む密閉された反応室内で行われる。

2.CVD法: 化学気相成長法。CVD法は、気相中の化学反応を利用して固体材料の薄膜を形成する。このプロセスは通常高温環境で行われ、気相中の反応物の濃度と反応条件を制御することで薄膜の成膜を実現できる。

C.インゴット加工: 得られた炭化ケイ素インゴットは、X線単結晶配向装置を用いて配向され、平坦に研磨され、圧延され、標準直径の炭化ケイ素結晶に加工される。

D.水晶の切断: マルチワイヤー切断装置を使用して、炭化ケイ素結晶を厚さ1mm以下の薄板に切断する。

E.水晶の研磨: 粒径の異なるダイヤモンド研削液を用いて、結晶を要求される平坦度と粗さに研削する。

F.クリスタル研磨: 機械的研磨と化学的機械的研磨法により、表面損傷のない炭化ケイ素研磨シートを得る。

G. クリスタル洗浄: 炭化ケイ素研磨ウェーハを洗浄剤と純水で洗浄し、研磨面に残留する研磨液などの汚れを除去する。その後、超高純度窒素ガスとスピンドライヤーでブローし、スピン乾燥させます。

4/炭化ケイ素ウェハー加工の難しさ

炭化ケイ素の硬度:

炭化ケイ素は通常の材料よりも硬く、耐摩耗性が高いため、切削や研磨の工程で工具が摩耗するリスクが高くなる。

結晶の成長速度:

炭化ケイ素結晶の成長速度は温度と圧力に影響され、比較的複雑なプロセスとなっている。

コストとリソース:

炭化ケイ素ウェハーの加工には、高温、高度に専門化された装置、高度な材料が必要であり、製造コストの上昇につながる可能性がある。

加えて 結晶サイズが大きくなればなるほど、結晶成長や加工技術の難易度は高くなり、川下デバイスの製造効率や単価は高くなる。

5/炭化ケイ素ウェハーの用途

パワーエレクトロニクス

炭化ケイ素ウェハは、パワー・インバータや整流器などの高性能パワー・デバイスを製造するために、パワー・エレクトロニクスの分野で広く使用されている。

LEDだ:

用途炭化ケイ素はLED(発光ダイオード)の基板として使用され、高輝度・高効率のLEDデバイスの製造に使用される。

半導体デバイス

用途炭化ケイ素ウェハは、半導体製造において、高性能ダイオード、MOSFET、その他の半導体デバイスの製造に使用される。

電気自動車:

用途炭化ケイ素ウェーハは、電気自動車に使用され、バッテリー管理システムやモーター・コントローラーなどのパワーエレクトロニクス・デバイスを製造している。

マイクロエレクトロニクス

用途炭化ケイ素は、マイクロセンサー、微小電気機械システム(MEMS)、その他の微小電子部品の製造にマイクロエレクトロニクスで使用されている。

6/炭化ケイ素販売

Yafeiteは19年間、高品質の炭化ケイ素製品を提供することに専念しており、製品は世界50以上の国と地域に輸出されています。

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