डमी, संशोधन, उत्पादन ग्रेड SiC सब्सट्रेट्समधील फरक

SiC सबस्ट्रेट्स हे थर्ड-जनरेशन सेमीकंडक्टर उपकरण निर्मितीसाठी मुख्य सामग्री आहे. त्यांचे गुणवत्ता श्रेणी वर्गीकरण सेमीकंडक्टर उपकरणे विकास, प्रक्रिया पडताळणी आणि मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन यासारख्या वेगवेगळ्या टप्प्यांच्या गरजांशी तंतोतंत जुळणे आवश्यक आहे. उद्योग सामान्यतः SiC सबस्ट्रेट्सचे तीन श्रेणींमध्ये वर्गीकरण करतो: डमी, संशोधन आणि उत्पादन ग्रेड.  या तीन प्रकारच्या सब्सट्रेट्समधील फरकांची स्पष्ट समज विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकतांसाठी इष्टतम सामग्री निवड समाधान प्राप्त करण्यास मदत करू शकते.

1. डमी-ग्रेड SiC सबस्ट्रेट्स

तीन श्रेणींमध्ये डमी-ग्रेड SiC सब्सट्रेट्ससाठी सर्वात कमी दर्जाची आवश्यकता असते. ते सहसा क्रिस्टल रॉडच्या दोन्ही टोकांना खालच्या दर्जाचे विभाग वापरून तयार केले जातात आणि मूलभूत ग्राइंडिंग आणि पॉलिशिंग प्रक्रियेद्वारे प्रक्रिया करतात.

वेफर पृष्ठभाग खडबडीत आहे, आणि पॉलिशिंग अचूकता अपुरी आहे; त्यांची दोष घनता जास्त आहे, आणि थ्रेडिंग डिस्लोकेशन्स आणि मायक्रोपाइप्स लक्षणीय प्रमाणात आहेत; विद्युत एकरूपता खराब आहे आणि संपूर्ण वेफरची प्रतिरोधकता आणि चालकता यामध्ये स्पष्ट फरक आहेत.  म्हणून, त्यांच्याकडे एक उत्कृष्ट खर्च-प्रभावीता फायदा आहे. सरलीकृत प्रक्रिया तंत्रज्ञानामुळे त्यांचा उत्पादन खर्च इतर दोन सब्सट्रेट्सपेक्षा खूपच कमी होतो आणि ते अनेक वेळा पुन्हा वापरले जाऊ शकतात.

डमी-ग्रेड सिलिकॉन कार्बाइड सबस्ट्रेट्स त्यांच्या गुणवत्तेसाठी कठोर आवश्यकता नसलेल्या परिस्थितींसाठी योग्य आहेत, ज्यामध्ये सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या स्थापनेदरम्यान क्षमता भरणे, उपकरणाच्या पूर्व-ऑपरेशन स्टेज दरम्यान पॅरामीटर कॅलिब्रेशन, प्रक्रिया विकासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात पॅरामीटर डीबगिंग आणि ऑपरेटरसाठी उपकरण ऑपरेशन प्रशिक्षण यांचा समावेश आहे.

2. संशोधन ग्रेड SiC सबस्ट्रेट्स

संशोधन-श्रेणीची गुणवत्ता स्थितीSiC सबस्ट्रेट्सडमी ग्रेड आणि उत्पादन ग्रेड दरम्यान आहे आणि R&D परिस्थितींमध्ये मूलभूत विद्युत कार्यप्रदर्शन आणि स्वच्छता आवश्यकता पूर्ण करणे आवश्यक आहे.

डमी-ग्रेड सिलिकॉन कार्बाइड सबस्ट्रेट्स त्यांच्या गुणवत्तेसाठी कठोर आवश्यकता नसलेल्या परिस्थितींसाठी योग्य आहेत, ज्यामध्ये सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या स्थापनेदरम्यान क्षमता भरणे, उपकरणाच्या पूर्व-ऑपरेशन स्टेज दरम्यान पॅरामीटर कॅलिब्रेशन, प्रक्रिया विकासाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात पॅरामीटर डीबगिंग आणि ऑपरेटरसाठी उपकरण ऑपरेशन प्रशिक्षण यांचा समावेश आहे.

संशोधन ग्रेड SiC सबस्ट्रेट्स प्रयोगशाळेच्या R&D परिस्थितींमध्ये, चिप डिझाइन सोल्यूशन्सचे कार्यात्मक सत्यापन, लहान-प्रक्रिया व्यवहार्यता पडताळणी आणि प्रक्रिया पॅरामीटर्सचे परिष्कृत ऑप्टिमायझेशनमध्ये वापरले जातात.

3. उत्पादन-ग्रेड SiC सबस्ट्रेट्स

सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी उत्पादन-ग्रेड सबस्ट्रेट्स ही मुख्य सामग्री आहे. 99.9999999999% पेक्षा जास्त शुद्धतेसह ते सर्वोच्च दर्जाचे वर्ग आहेत आणि त्यांची दोष घनता अत्यंत कमी पातळीवर नियंत्रित केली जाते. 

उच्च-परिशुद्धता केमिकल मेकॅनिकल पॉलिशिंग (CMP) उपचारानंतर, मितीय अचूकता आणि पृष्ठभाग सपाटपणा नॅनोमीटर पातळीपर्यंत पोहोचला आहे, आणि क्रिस्टल संरचना परिपूर्णतेच्या जवळ आहे. ते प्रवाहकीय आणि अर्ध-इन्सुलेटिंग सब्सट्रेट दोन्ही प्रकारांमध्ये एकसमान प्रतिरोधकतेसह उत्कृष्ट विद्युत एकरूपता देतात. तथापि, कठोर कच्च्या मालाची निवड आणि जटिल उत्पादन प्रक्रिया नियंत्रणामुळे (उच्च उत्पन्न सुनिश्चित करण्यासाठी), त्यांची उत्पादन किंमत तीन सब्सट्रेट प्रकारांपैकी सर्वात जास्त आहे. 

या प्रकारचा SiC सब्सट्रेट अंतिम-शिपमेंट सेमीकंडक्टर उपकरणांच्या मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी योग्य आहे, ज्यामध्ये SiC MOSFETs आणि Schottky बॅरियर डायोड (SBDs) चे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन, GaN-on-SiC RF आणि मायक्रोवेव्ह उपकरणांचे उत्पादन आणि उच्च श्रेणीतील उपकरणांचे औद्योगिक उत्पादन जसे की प्रगत उपकरणे आणि उपकरणे.