सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट उत्पादनाची आव्हाने कोणती आहेत?

सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) हिरा आणि क्यूबिक बोरॉन नायट्राइड सारख्या इतर कठीण पदार्थांप्रमाणेच उच्च बाँड ऊर्जा असलेली सामग्री आहे. तथापि, SiC ची उच्च बाँड ऊर्जा पारंपारिक वितळण्याच्या पद्धतींद्वारे थेट इनगॉट्समध्ये क्रिस्टलाइझ करणे कठीण करते. म्हणून, सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल्स वाढवण्याच्या प्रक्रियेत वाफेच्या फेज एपिटॅक्सी तंत्रज्ञानाचा वापर समाविष्ट आहे. या पद्धतीमध्ये, वायू पदार्थ हळूहळू थराच्या पृष्ठभागावर जमा केले जातात आणि घन क्रिस्टल्समध्ये स्फटिक बनतात. जमा केलेल्या अणूंना विशिष्ट क्रिस्टल दिशेने वाढण्यास मार्गदर्शन करण्यात सब्सट्रेट महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते, परिणामी विशिष्ट क्रिस्टल स्ट्रक्चरसह एपिटॅक्सियल वेफर तयार होते.

खर्च-प्रभावीता

सिलिकॉन कार्बाइड अतिशय मंद गतीने वाढते, साधारणपणे दरमहा फक्त 2cm. औद्योगिक उत्पादनात, एका क्रिस्टल ग्रोथ फर्नेसची वार्षिक उत्पादन क्षमता केवळ 400-500 तुकडे आहे. याव्यतिरिक्त, क्रिस्टल ग्रोथ फर्नेसची किंमत तितकी जास्त आहे. म्हणून, सिलिकॉन कार्बाइडचे उत्पादन ही एक महाग आणि अकार्यक्षम प्रक्रिया आहे.

उत्पादन कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी आणि खर्च कमी करण्यासाठी, सिलिकॉन कार्बाइडची एपिटॅक्सियल वाढथरअधिक वाजवी निवड झाली आहे. ही पद्धत मोठ्या प्रमाणात उत्पादन मिळवू शकते. थेट कटिंगच्या तुलनेतसिलिकॉन कार्बाइड इंगॉट्स, एपिटॅक्सियल तंत्रज्ञान औद्योगिक उत्पादनाच्या गरजा अधिक प्रभावीपणे पूर्ण करू शकते, अशा प्रकारे सिलिकॉन कार्बाइड सामग्रीची बाजारातील स्पर्धात्मकता सुधारते.

कटिंग अडचण

सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) केवळ हळूहळू वाढत नाही, परिणामी जास्त खर्च येतो, परंतु ते खूप कठीण आहे, ज्यामुळे त्याची कापण्याची प्रक्रिया अधिक कठीण होते. सिलिकॉन कार्बाइड कापण्यासाठी डायमंड वायर वापरताना, कटिंगचा वेग कमी होईल, कट अधिक असमान असेल आणि सिलिकॉन कार्बाइडच्या पृष्ठभागावर क्रॅक सोडणे सोपे आहे. याव्यतिरिक्त, उच्च Mohs कठोरता असलेली सामग्री अधिक नाजूक असतेसिलिकॉन कार्बाइड वाफसिलिकॉन वेफर्सपेक्षा कटिंग दरम्यान तुटण्याची शक्यता जास्त असते. या घटकांचा परिणाम तुलनेने उच्च सामग्री खर्चात होतोसिलिकॉन कार्बाइड वेफर्स. त्यामुळे, टेस्ला सारखे काही ऑटोमेकर्स, जे सुरुवातीला सिलिकॉन कार्बाइड मटेरियल वापरणाऱ्या मॉडेल्सचा विचार करतात ते शेवटी संपूर्ण वाहनाची किंमत कमी करण्यासाठी इतर पर्याय निवडू शकतात.

क्रिस्टल गुणवत्ता

वाढूनSiC एपिटॅक्सियल वेफर्ससब्सट्रेटवर, क्रिस्टल गुणवत्ता आणि जाळी जुळणे प्रभावीपणे नियंत्रित केले जाऊ शकते. सब्सट्रेटची क्रिस्टल स्ट्रक्चर क्रिस्टल गुणवत्ता आणि एपिटॅक्सियल वेफरच्या दोष घनतेवर परिणाम करेल, ज्यामुळे SiC सामग्रीची कार्यक्षमता आणि स्थिरता सुधारेल. हा दृष्टिकोन उच्च गुणवत्तेसह आणि कमी दोषांसह SiC क्रिस्टल्सचे उत्पादन करण्यास अनुमती देतो, ज्यामुळे अंतिम उपकरणाची कार्यक्षमता सुधारते.

ताण समायोजन

च्या दरम्यान जुळणारी जाळीथरआणि तेएपिटॅक्सियल वेफरSiC सामग्रीच्या ताण स्थितीवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो. या जुळणी समायोजित करून, इलेक्ट्रॉनिक संरचना आणि ऑप्टिकल गुणधर्मSiC एपिटॅक्सियल वेफरबदलले जाऊ शकते, अशा प्रकारे डिव्हाइसच्या कार्यक्षमतेवर आणि कार्यक्षमतेवर महत्त्वपूर्ण प्रभाव पडतो. हे स्ट्रेन ऍडजस्टमेंट टेक्नॉलॉजी हे SiC उपकरणांचे कार्यप्रदर्शन सुधारण्यासाठी प्रमुख घटकांपैकी एक आहे.

सामग्रीचे गुणधर्म नियंत्रित करा

वेगवेगळ्या प्रकारच्या सब्सट्रेट्सवर SiC च्या एपिटॅक्सीद्वारे, वेगवेगळ्या क्रिस्टल ओरिएंटेशनसह SiC वाढ साध्य केली जाऊ शकते, ज्यामुळे विशिष्ट क्रिस्टल समतल दिशानिर्देशांसह SiC क्रिस्टल्स मिळू शकतात. हा दृष्टीकोन विविध अनुप्रयोग क्षेत्रांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी SiC सामग्रीचे गुणधर्म तयार करण्यास अनुमती देतो. उदाहरणार्थ,SiC एपिटॅक्सियल वेफर्सविविध तांत्रिक आणि औद्योगिक अनुप्रयोग गरजा पूर्ण करण्यासाठी विशिष्ट इलेक्ट्रॉनिक आणि ऑप्टिकल गुणधर्म प्राप्त करण्यासाठी 4H-SiC किंवा 6H-SiC सब्सट्रेट्सवर पीक घेतले जाऊ शकते.