12-इंच सिलिकॉन कार्बाइड सबस्ट्रेट्सच्या अर्जाची संभावना

12-इंच सामग्रीची वैशिष्ट्ये आणि तांत्रिक आवश्यकता काय आहेतसिलिकॉन कार्बाइड सबस्ट्रेट्स?

A. सिलिकॉन कार्बाइडची मूलभूत भौतिक आणि रासायनिक वैशिष्ट्ये

सिलिकॉन कार्बाइडच्या सर्वात प्रमुख वैशिष्ट्यांपैकी एक म्हणजे त्याची विस्तृत बँडगॅप रुंदी, 4H-SiC साठी अंदाजे 3.26 eV किंवा 6H-SiC साठी 3.02 eV, सिलिकॉनच्या 1.1 eV पेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त आहे. हा विस्तृत बँडगॅप SiC ला अत्यंत उच्च विद्युत क्षेत्राच्या सामर्थ्याखाली कार्य करण्यास आणि थर्मल ब्रेकडाउन किंवा ब्रेकडाउनशिवाय लक्षणीय उष्णता सहन करण्यास अनुमती देतो, ज्यामुळे ते उच्च-व्होल्टेज, उच्च-तापमान वातावरणात इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी पसंतीचे साहित्य बनते.

हाय ब्रेकडाउन इलेक्ट्रिक फील्ड: SiC चे उच्च ब्रेकडाउन इलेक्ट्रिक फील्ड (सिलिकॉनच्या सुमारे 10 पट) ते उच्च व्होल्टेज अंतर्गत स्थिरपणे कार्य करण्यास सक्षम करते, उच्च पॉवर घनता आणि पॉवर इलेक्ट्रॉनिक सिस्टीममध्ये कार्यक्षमता, विशेषत: इलेक्ट्रिक वाहने, पॉवर कन्व्हर्टर आणि औद्योगिक मध्ये. वीज पुरवठा.

उच्च-तापमान प्रतिरोध: SiC ची उच्च औष्णिक चालकता आणि उच्च तापमान (600°C किंवा त्याहून अधिक) सहन करण्याची क्षमता हे अत्यंत वातावरणात, विशेषतः ऑटोमोटिव्ह आणि एरोस्पेस उद्योगांमध्ये ऑपरेट करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या उपकरणांसाठी एक आदर्श पर्याय बनवते.

उच्च-वारंवारता कार्यप्रदर्शन: जरी SiC ची इलेक्ट्रॉन गतिशीलता सिलिकॉनपेक्षा कमी आहे, तरीही उच्च-वारंवारता अनुप्रयोगांना समर्थन देण्यासाठी ते पुरेसे आहे. म्हणून, वायरलेस कम्युनिकेशन, रडार आणि उच्च-फ्रिक्वेंसी पॉवर ॲम्प्लिफायर्स यांसारख्या उच्च-फ्रिक्वेंसी फील्डमध्ये SiC महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.

रेडिएशन रेझिस्टन्स: SiC चा मजबूत रेडिएशन रेझिस्टन्स स्पेस डिव्हायसेस आणि अणुऊर्जा इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये विशेषतः स्पष्ट आहे, जेथे ते भौतिक कार्यक्षमतेत लक्षणीय घट न होता बाह्य रेडिएशनच्या हस्तक्षेपाला तोंड देऊ शकते.

B. 12-इंच सबस्ट्रेट्सचे प्रमुख तांत्रिक निर्देशक

12-इंच (300 मिमी) सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट्सचे फायदे केवळ आकार वाढण्यातच दिसून येत नाहीत तर त्यांच्या सर्वसमावेशक तांत्रिक आवश्यकतांमध्ये देखील दिसून येतात, जे उत्पादनाची अडचण आणि अंतिम उपकरणांची कार्यक्षमता थेट निर्धारित करतात.

क्रिस्टल स्ट्रक्चर: SiC मध्ये प्रामुख्याने दोन सामान्य क्रिस्टल स्ट्रक्चर्स आहेत-4H-SiC आणि 6H-SiC. 4H-SiC, त्याची उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता आणि उत्कृष्ट थर्मल चालकता, उच्च-फ्रिक्वेंसी आणि उच्च-पॉवर अनुप्रयोगांसाठी अधिक योग्य आहे, तर 6H-SiC मध्ये उच्च दोष घनता आणि खराब इलेक्ट्रॉनिक कार्यप्रदर्शन आहे, सामान्यत: कमी-शक्ती, कमी-फ्रिक्वेंसी अनुप्रयोगांसाठी वापरले जाते. 12-इंच सब्सट्रेट्ससाठी, योग्य क्रिस्टल रचना निवडणे महत्वाचे आहे. 4H-SiC, कमी क्रिस्टल दोषांसह, उच्च-फ्रिक्वेंसी, उच्च-शक्ती अनुप्रयोगांसाठी अधिक योग्य आहे.

सब्सट्रेट पृष्ठभाग गुणवत्ता: सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागाच्या गुणवत्तेचा थेट परिणाम डिव्हाइसच्या कार्यक्षमतेवर होतो. पृष्ठभागाची गुळगुळीतपणा, खडबडीतपणा आणि दोष घनता या सर्वांवर काटेकोरपणे नियंत्रण करणे आवश्यक आहे. खडबडीत पृष्ठभाग केवळ डिव्हाइसच्या स्फटिकासारखे गुणवत्तेवरच परिणाम करत नाही तर डिव्हाइस लवकर अपयशी ठरू शकते. म्हणून, केमिकल मेकॅनिकल पॉलिशिंग (CMP) सारख्या तंत्रज्ञानाद्वारे सब्सट्रेटच्या पृष्ठभागाची गुळगुळीतता सुधारणे महत्त्वपूर्ण आहे.

जाडी आणि एकसारखेपणा नियंत्रण: 12-इंच सब्सट्रेट्सचा वाढलेला आकार म्हणजे जाडीची एकसमानता आणि क्रिस्टल गुणवत्तेसाठी उच्च आवश्यकता. विसंगत जाडीमुळे असमान थर्मल तणाव होऊ शकतो, ज्यामुळे डिव्हाइसची कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता प्रभावित होते. उच्च-गुणवत्तेचे 12-इंच सब्सट्रेट्स सुनिश्चित करण्यासाठी, अचूक वाढ आणि त्यानंतरच्या कटिंग आणि पॉलिशिंग प्रक्रिया जाडीच्या सुसंगततेची हमी देण्यासाठी नियुक्त करणे आवश्यक आहे.

C. 12-इंच सबस्ट्रेट्सचे आकार आणि उत्पादन फायदे

सेमीकंडक्टर उद्योग मोठ्या सब्सट्रेट्सकडे जात असताना, 12-इंच सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट्स उत्पादन कार्यक्षमता आणि किफायतशीरतेमध्ये महत्त्वपूर्ण फायदे देतात. पारंपारिक तुलनेत6-इंच आणि 8-इंच सबस्ट्रेट्स, 12-इंच सबस्ट्रेट्स अधिक चिप कट प्रदान करू शकतात, प्रति उत्पादन रन उत्पादित चिप्सची संख्या मोठ्या प्रमाणात वाढवते, ज्यामुळे युनिट चिपची किंमत लक्षणीयरीत्या कमी होते. याव्यतिरिक्त, 12-इंच सब्सट्रेट्सचा मोठा आकार एकात्मिक सर्किट्सच्या कार्यक्षम उत्पादनासाठी, पुनरावृत्ती उत्पादन चरण कमी करण्यासाठी आणि एकूण उत्पादन कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी एक चांगला मंच प्रदान करतो.

12-इंच सिलिकॉन कार्बाइड सबस्ट्रेट्स कसे तयार केले जातात?

A. क्रिस्टल ग्रोथ तंत्र

उदात्तीकरण पद्धत (PVT):

उदात्तीकरण पद्धत (भौतिक वाष्प वाहतूक, पीव्हीटी) ही सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणाऱ्या सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल वाढीच्या तंत्रांपैकी एक आहे, विशेषत: मोठ्या आकाराच्या सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट्सच्या उत्पादनासाठी योग्य. या प्रक्रियेत, सिलिकॉन कार्बाइडचा कच्चा माल उच्च तापमानात उदात्त होतो आणि वायू कार्बन आणि सिलिकॉन गरम थरावर पुन्हा एकत्र होऊन क्रिस्टल्स बनतात. उदात्तीकरण पद्धतीच्या फायद्यांमध्ये उच्च सामग्रीची शुद्धता आणि उच्च-मागणीच्या उत्पादनासाठी योग्य क्रिस्टल गुणवत्ता समाविष्ट आहे.12-इंच सबस्ट्रेट्स. तथापि, या पद्धतीला काही आव्हानांचाही सामना करावा लागतो, जसे की मंद वाढीचा दर आणि तापमान आणि वातावरणाच्या कडक नियंत्रणासाठी उच्च आवश्यकता.

CVD पद्धत (रासायनिक बाष्प जमा करणे):

CVD प्रक्रियेत, वायू पूर्ववर्ती (जसे की SiCl₄ आणि C₆H₆) विघटित होतात आणि उच्च तापमानात फिल्म तयार करण्यासाठी सब्सट्रेटवर जमा होतात. PVT च्या तुलनेत, CVD पद्धत अधिक एकसमान फिल्म वाढ देऊ शकते आणि पातळ फिल्म सामग्री जमा करण्यासाठी आणि पृष्ठभागाच्या कार्यक्षमतेसाठी योग्य आहे. जरी CVD पद्धतीमध्ये जाडी नियंत्रणात काही अडचणी आहेत, तरीही क्रिस्टल गुणवत्ता आणि सब्सट्रेट एकरूपता सुधारण्यासाठी ती मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.

B. सब्सट्रेट कटिंग आणि पॉलिशिंग तंत्र

क्रिस्टल कटिंग:

मोठ्या आकाराच्या क्रिस्टल्समधून 12-इंच सब्सट्रेट कापणे हे एक जटिल तंत्र आहे. क्रिस्टल कटिंग प्रक्रियेसाठी यांत्रिक ताणाचे अचूक नियंत्रण आवश्यक आहे हे सुनिश्चित करण्यासाठी की कटिंग दरम्यान सब्सट्रेट क्रॅक होणार नाही किंवा मायक्रोक्रॅक विकसित होणार नाही. कटिंग अचूकता सुधारण्यासाठी, लेसर कटिंग तंत्रज्ञानाचा वापर केला जातो किंवा कटिंग गुणवत्ता वाढविण्यासाठी अल्ट्रासोनिक आणि उच्च-परिशुद्धता यांत्रिक साधनांसह एकत्रित केले जाते.

पॉलिशिंग आणि पृष्ठभाग उपचार:

केमिकल मेकॅनिकल पॉलिशिंग (CMP) हे सब्सट्रेट पृष्ठभागाची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी एक प्रमुख तंत्रज्ञान आहे. ही प्रक्रिया यांत्रिक घर्षण आणि रासायनिक अभिक्रियांच्या समन्वयात्मक कृतीद्वारे सब्सट्रेट पृष्ठभागावरील सूक्ष्म दोष काढून टाकते, गुळगुळीत आणि सपाटपणा सुनिश्चित करते. पृष्ठभागावरील उपचार केवळ सब्सट्रेटची चकचकीतपणा सुधारत नाही तर पृष्ठभागावरील दोष देखील कमी करते, ज्यामुळे त्यानंतरच्या उपकरणांचे कार्यप्रदर्शन अनुकूल होते.

C. सब्सट्रेट दोष नियंत्रण आणि गुणवत्ता तपासणी

दोष प्रकार:

मध्ये सामान्य दोषसिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट्सविस्थापन, जाळीतील दोष आणि मायक्रोक्रॅक्स यांचा समावेश होतो. हे दोष विद्युत कार्यप्रदर्शन आणि उपकरणांच्या थर्मल स्थिरतेवर थेट परिणाम करू शकतात. म्हणून, सब्सट्रेटची वाढ, कटिंग आणि पॉलिशिंग दरम्यान या दोषांच्या घटनेवर कठोरपणे नियंत्रण ठेवणे आवश्यक आहे. विस्थापन आणि जाळीतील दोष सामान्यतः अयोग्य क्रिस्टल वाढ किंवा जास्त कटिंग तापमानामुळे उद्भवतात.

गुणवत्ता मूल्यांकन:

सब्सट्रेटची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यासाठी, स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (SEM) आणि अणुशक्ती मायक्रोस्कोपी (AFM) सारख्या तंत्रज्ञानाचा वापर पृष्ठभागाच्या गुणवत्तेच्या तपासणीसाठी केला जातो. याव्यतिरिक्त, विद्युत कार्यप्रदर्शन चाचण्या (जसे की चालकता आणि गतिशीलता) सब्सट्रेट गुणवत्तेचे आणखी मूल्यांकन करू शकतात.

12-इंच सिलिकॉन कार्बाइड सबस्ट्रेट्स कोणत्या फील्डमध्ये लागू केले जातात?

A. पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स आणि पॉवर सेमीकंडक्टर उपकरणे

पॉवर सेमीकंडक्टर उपकरणांमध्ये 12-इंच सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट्स मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात, विशेषतः MOSFETs, IGBTs आणि Schottky diodes मध्ये. ही उपकरणे कार्यक्षम उर्जा व्यवस्थापन, औद्योगिक वीज पुरवठा, कन्व्हर्टर्स आणि इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर लागू केली जातात. SiC उपकरणांची उच्च व्होल्टेज सहनशीलता आणि कमी स्विचिंग हानीची वैशिष्ट्ये त्यांना पॉवर रूपांतरण कार्यक्षमतेत लक्षणीय सुधारणा करण्यास, ऊर्जेची हानी कमी करण्यास आणि हरित ऊर्जा तंत्रज्ञानाच्या विकासास प्रोत्साहन देण्यास सक्षम करतात.

B. नवीन ऊर्जा आणि इलेक्ट्रिक वाहने

इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये, 12-इंच सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट्स इलेक्ट्रिक ड्राइव्ह सिस्टमची कार्यक्षमता वाढवू शकतात आणि बॅटरी चार्जिंगचा वेग आणि श्रेणी सुधारू शकतात. च्या क्षमतेमुळेसिलिकॉन कार्बाइड साहित्यउच्च व्होल्टेज आणि उच्च-फ्रिक्वेंसी सिग्नल प्रभावीपणे हाताळण्यासाठी, ते इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग स्टेशनवर हाय-स्पीड चार्जिंग उपकरणांमध्ये देखील अपरिहार्य आहेत.

C. 5G कम्युनिकेशन्स आणि हाय-फ्रिक्वेंसी इलेक्ट्रॉनिक्स

12-इंच सिलिकॉन कार्बाइड सबस्ट्रेट्स, त्यांच्या उत्कृष्ट उच्च-फ्रिक्वेंसी कार्यक्षमतेसह, 5G बेस स्टेशन आणि उच्च-फ्रिक्वेंसी RF उपकरणांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. ते सिग्नल ट्रान्समिशन कार्यक्षमतेत लक्षणीय सुधारणा करू शकतात आणि 5G नेटवर्कच्या हाय-स्पीड डेटा ट्रान्समिशनला समर्थन देऊन सिग्नलचे नुकसान कमी करू शकतात.

D. ऊर्जा क्षेत्र

सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट्समध्ये फोटोव्होल्टेइक इनव्हर्टर आणि पवन ऊर्जा निर्मिती यांसारख्या अक्षय ऊर्जा क्षेत्रांमध्ये देखील महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोग आहेत. ऊर्जा रूपांतरण कार्यक्षमतेत सुधारणा करून, SiC उपकरणे उर्जेची हानी कमी करू शकतात आणि पॉवर ग्रिड उपकरणांची स्थिरता आणि विश्वासार्हता वाढवू शकतात.

12-इंच सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट्सची आव्हाने आणि अडथळे काय आहेत?

A. उत्पादन खर्च आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पादन

12-इंच उत्पादन खर्चसिलिकॉन कार्बाइड वेफर्सउच्च राहते, प्रामुख्याने कच्चा माल, उपकरणे गुंतवणूक आणि तंत्रज्ञान संशोधन आणि विकासामध्ये प्रतिबिंबित होते. सिलिकॉन कार्बाइड तंत्रज्ञानाच्या लोकप्रियतेला चालना देण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात उत्पादनाच्या तांत्रिक आव्हानांना कसे तोंड द्यावे आणि युनिट उत्पादन खर्च कसा कमी करावा हे महत्त्वाचे आहे.

B. सब्सट्रेट दोष आणि गुणवत्ता सुसंगतता

जरी 12-इंच सब्सट्रेट्सचे उत्पादन फायदे आहेत, तरीही त्यांच्या क्रिस्टल वाढ, कटिंग आणि पॉलिशिंग प्रक्रियेदरम्यान दोष उद्भवू शकतात, ज्यामुळे सब्सट्रेटची गुणवत्ता विसंगत होते. अभिनव तंत्रज्ञानाद्वारे दोषांची घनता कशी कमी करता येईल आणि गुणवत्ता सुसंगतता कशी सुधारता येईल हा भविष्यातील संशोधनाचा केंद्रबिंदू आहे.

C. उपकरणे आणि तंत्रज्ञान अद्यतनांची मागणी

उच्च-परिशुद्धता कटिंग आणि पॉलिशिंग उपकरणांची मागणी वाढत आहे. त्याच वेळी, नवीन शोध तंत्रज्ञानावर आधारित सब्सट्रेट्सची अचूक गुणवत्ता तपासणी (जसे की अणू शक्ती मायक्रोस्कोपी, इलेक्ट्रॉन बीम स्कॅनिंग इ.) उत्पादन कार्यक्षमता आणि उत्पादन गुणवत्ता सुधारण्यासाठी गुरुकिल्ली आहे.

आम्ही Semicorex वर श्रेणी प्रदान करतोउच्च दर्जाचे वेफर्ससेमीकंडक्टर उद्योगाच्या मागणीच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी काळजीपूर्वक इंजिनिअर केलेले, जर तुम्हाला काही चौकशी असल्यास किंवा अतिरिक्त तपशीलांची आवश्यकता असल्यास, कृपया आमच्याशी संपर्क साधण्यास अजिबात संकोच करू नका.

संपर्क फोन: +86-13567891907

ईमेल: sales@semicorex.com