Care sunt provocările producției de substrat cu carbură de siliciu?

Carbura de siliciu (SiC) este un material care posedă o energie mare de legătură, similară cu alte materiale dure, cum ar fi diamantul și nitrura cubică de bor. Cu toate acestea, energia mare de legătură a SiC face dificilă cristalizarea direct în lingouri prin metodele tradiționale de topire. Prin urmare, procesul de creștere a cristalelor de carbură de siliciu implică utilizarea tehnologiei epitaxiei în fază de vapori. În această metodă, substanțele gazoase sunt depuse treptat pe suprafața unui substrat și cristalizate în cristale solide. Substratul joacă un rol vital în ghidarea atomilor depuși să crească într-o direcție specifică a cristalului, rezultând formarea unei plăci epitaxiale cu o structură cristalină specifică.

Eficiența costurilor

Carbura de siliciu crește foarte lent, de obicei doar aproximativ 2 cm pe lună. În producția industrială, capacitatea de producție anuală a unui cuptor de creștere cu un singur cristal este de numai 400-500 de bucăți. În plus, costul unui cuptor de creștere a cristalelor este la fel de mare. Prin urmare, producția de carbură de siliciu este un proces costisitor și ineficient.

Pentru a îmbunătăți eficiența producției și a reduce costurile, creșterea epitaxială a carburii de siliciu pesubstrata devenit o alegere mai rezonabilă. Această metodă poate realiza producția de masă. Comparativ cu tăierea directălingouri de carbură de siliciu, tehnologia epitaxială poate satisface mai eficient nevoile producției industriale, îmbunătățind astfel competitivitatea pe piață a materialelor cu carbură de siliciu.

Dificultate de tăiere

Carbura de siliciu (SiC) nu numai că crește lent, rezultând costuri mai mari, dar este și foarte greu, ceea ce face procesul de tăiere mai dificil. Când utilizați sârmă de diamant pentru a tăia carbura de siliciu, viteza de tăiere va fi mai mică, tăierea va fi mai neuniformă și este ușor să lăsați fisuri pe suprafața carburii de siliciu. În plus, materialele cu duritate Mohs mare tind să fie mai fragile, cuwaf cu carbură de siliciuEste mai probabil să se rupă în timpul tăierii decât plachetele de siliciu. Acești factori au ca rezultat costul relativ ridicat al materialuluiplachete cu carbură de siliciu. Prin urmare, unii producători de automobile, cum ar fi Tesla, care au în vedere inițial modele care utilizează materiale cu carbură de siliciu, pot alege în cele din urmă alte opțiuni pentru a reduce costul întregului vehicul.

Calitate cristal

Prin creșterePlaci epitaxiale de SiCpe substrat, calitatea cristalului și potrivirea rețelei pot fi controlate eficient. Structura cristalină a substratului va afecta calitatea cristalului și densitatea defectelor plachetei epitaxiale, îmbunătățind astfel performanța și stabilitatea materialelor SiC. Această abordare permite producerea de cristale de SiC cu o calitate superioară și mai puține defecte, îmbunătățind astfel performanța dispozitivului final.

Reglarea deformarii

Grilele care se potrivesc întresubstratsinapolitană epitaxialăare o influență importantă asupra stării de deformare a materialului SiC. Prin ajustarea acestei potriviri, structura electronică și proprietățile optice alePlaca epitaxială SiCpoate fi schimbat, având astfel un impact important asupra performanței și funcționalității dispozitivului. Această tehnologie de ajustare a tensiunii este unul dintre factorii cheie în îmbunătățirea performanței dispozitivelor SiC.

Controlați proprietățile materialului

Prin epitaxia SiC pe diferite tipuri de substraturi, se poate realiza creșterea SiC cu diferite orientări ale cristalului, obținându-se astfel cristale de SiC cu direcții specifice planului cristalin. Această abordare permite adaptarea proprietăților materialelor SiC pentru a satisface nevoile diferitelor domenii de aplicare. De exemplu,Placi epitaxiale de SiCpoate fi cultivat pe substraturi 4H-SiC sau 6H-SiC pentru a obține proprietăți electronice și optice specifice pentru a răspunde diferitelor cerințe tehnice și industriale.