He kupu whakataki mo te carbide silicon
Ko te Silicon carbide (SiC) he rauemi semiconductor pūhui i titoa mai i te waro me te silicon, koinei tetahi o nga mea pai mo te hanga i te pāmahana teitei, te auau teitei, te hiko teitei me nga taputapu ngaohiko teitei. Ka whakatauritea ki te papanga hiako tuku iho (Si), ko te aputa roopu o te carbide silicon he 3 nga wa o te silicon. He 4-5 nga wa o te hiko o te waiariki; Ko te ngaohiko pakaru he 8-10 nga wa o te silicon; Ko te tere o te rerenga hiko hiko he 2-3 nga wa o te silicon, e tutuki ana i nga hiahia o te ahumahi hou mo te kaha teitei, te ngaohiko teitei me te auau teitei. Ko te nuinga o te waa e whakamahia ana mo te hanga i nga waahanga hiko-tere, teitei-nui, te kaha-nui me te whakamarama-marama. Kei roto i nga mara tono o raro te matiti atamai, nga waka hiko hou, te mana hau photovoltaic, te whakawhitiwhiti 5G, me etahi atu. Kua whakamahia nga diodes Silicon carbide me nga MOSFET mo te hokohoko.
Te ātete pāmahana teitei. Ko te whanui whanui o te carbide silicon he 2-3 nga wa o te silicon, kaore i te ngawari te whakawhiti i nga irahiko i te teitei o te pāmahana, ka taea te tu atu i nga pāmahana whakahaere teitei ake, me te kawe wera o te carbide silicon he 4-5 nga wa o te silicon, kia ngawari ake te tohanga wera o te taputapu me te teitei o te pāmahana whakahaere. Ka taea e te parenga pāmahana teitei te whakanui ake i te kaha o te hiko i te wa e whakaitihia ana nga whakaritenga mo te punaha whakamatao, ka mama ake, ka iti ake te tauranga.
Tuturu te pehanga teitei. Ko te pakaru o te kaha hiko o te carbide silicon he 10 nga wa o te silicon, ka taea te tu atu i nga ngaohiko teitei ake, he pai ake mo nga taputapu ngaohiko teitei.
Atete auau teitei. Ko te Silicon carbide he reiti hiko hiko e rua nga wa o te hiako, na te kore o te hiku o naianei i te wa e kati ana, ka taea te whakapai ake i te huringa o te taputapu me te mohio ki te iti o te taputapu.
Te ngaronga kaha iti. Ki te whakatauritea ki nga rauemi hiraka, he iti rawa te carbide i runga i te aukati me te iti o te mate. I te wa ano, ko te whanui-aputa whanui o te carbide silicon ka tino whakaiti i te rerenga rerenga me te ngaronga hiko. I tua atu, karekau he ahuatanga o te miihini carbide o naianei i te wa e kati ana, a he iti te ngaro o te whakawhiti.
Te mekameka ahumahi Silicon carbide
Kei roto i te nuinga o te taputapu, te epitaxy, te hoahoa taputapu, te hangahanga, te hiri me etahi atu. Ko te Silicon carbide mai i te rauemi ki te taputapu hiko semiconductor ka wheako i te tipu karaihe kotahi, te tapahi ingot, te tipu epitaxial, te hoahoa angiangi, te hangahanga, te kapi me etahi atu tukanga. I muri i te whakahiato o te paura carbide silicon, ka hangaia te ingot silicon carbide i te tuatahi, katahi ka whiwhihia te taputapu carbide silicon ma te tapahi, te huri me te whakakoi, ka whiwhihia te pepa epitaxial e te tipu epitaxial. Ko te angiangi epitaxial he mea hanga ki te silicon carbide na roto i te lithography, etching, implantation katote, passivation whakarewa me etahi atu tukanga, ka tapahia te angiangi ki te mate, ka kohia te taputapu, ka whakakotahihia te taputapu ki roto i te anga motuhake ka huihui ki roto i te waahanga.
Whakarunga o te mekameka ahumahi 1: tïpako - ko te tipu o te karaihe te hononga tukanga matua
Ko te taputapu carbide Silicon e tata ana ki te 47% o te utu o nga taputapu carbide silicon, ko nga arai hangarau whakangao teitei, ko te uara nui rawa atu, ko te matua o te ahumahi nui-nui a meake nei o SiC.
Mai i te tirohanga o nga rereketanga o nga taonga hiko, ka taea te wehewehe i nga rauemi o te carbide silicon carbide ki roto i nga taputapu whakahaere (rohe aukati 15 ~ 30mΩ · cm) me nga taputapu ahua-waiwai (he teitei ake i te 105Ω · cm). Ko enei momo taputapu e rua ka whakamahia hei hanga i nga taputapu motuhake penei i nga taputapu hiko me nga taputapu auau reo irirangi i muri i te tipu o te epitaxial. I roto i a raatau, ko te taputapu carbide silicon insulated te nuinga e whakamahia ana i roto i te hanga o nga taputapu gallium nitride RF, nga taputapu photoelectric me era atu. Ma te whakatipu i te paparanga epitaxial gan i runga i te tïpako SIC kua whakawetohia, kua rite te pereti epitaxial sic, ka taea ano te whakarite ki nga taputapu HEMT gan iso-nitride RF. Ko te taputapu carbide silicon conductive te nuinga e whakamahia ana i roto i te hanga o nga taputapu hiko. He rereke mai i te tikanga hanga taputapu hiko hiko, kaore e taea te hanga tika i te taputapu hiko carbide silicon ki runga i te taputapu carbide silicon, me whakatipuhia te paparanga epitaxial silicon carbide ki runga i te taputapu conductive kia whiwhi ai i te pepa epitaxial silicon carbide, me te epitaxial. ka hangaia te paparanga i runga i te diode Schottky, MOSFET, IGBT me etahi atu taputapu hiko.
I whakahiatohia te paura silicon carbide mai i te paura waro parakore teitei me te paura silicon parakore teitei, me nga rahi rereke o te ingot silicon carbide i whakatipuhia i raro i te waahi pāmahana motuhake, katahi ka puta te taputapu carbide silicon na roto i nga tukanga tukatuka maha. Ko te tukanga matua ko:
Raw material synthesis: Ko te paura silicon parakore + te toner kua konatunatua kia rite ki te tauira, ka mahia te tauhohenga i roto i te ruuma tauhohenga i raro i te ahua o te pāmahana teitei i runga ake i te 2000°C ki te whakahiato i nga matūriki silicon carbide me te momo karaihe motuhake me te matūriki. rahi. Na roto i te kuru, te tirotiro, te horoi me etahi atu tukanga, ki te whakatutuki i nga whakaritenga o te parakore silicon carbide paura rauemi mata.
Ko te tipu o te kirikiri te tukanga matua o te hangahanga o te taputapu carbide silicon carbide, e whakatau ana i nga ahuatanga hiko o te taputapu carbide silicon carbide. I tenei wa, ko nga tikanga matua mo te tipu o te karaihe ko te whakawhiti kohu tinana (PVT), te whakamahana matū matū teitei (HT-CVD) me te epitaxy wahanga wai (LPE). I roto i a raatau, ko te tikanga PVT te tikanga auraki mo te tipu arumoni o te taputapu SiC i naianei, me te tino pakari o te hangarau me te tino whakamahia i roto i te miihini.
He uaua te whakarite o te tïpako SiC, na te utu nui
He uaua te mana o te mara pāmahana: Ko te 1500 ℃ anake te tipu o te rakau karaihe SiC, i te mea e tika ana kia tipuhia te rakau karaihe SiC ki te teitei teitei ake i te 2000 ℃, a he nui ake i te 250 SiC isomers, engari ko te 4H-SiC te hanganga karaihe kotahi mo te hanga o nga taputapu hiko, ki te kore e tika te whakahaere, ka whiwhi etahi atu hanganga karaihe. I tua atu, ko te rōnaki pāmahana i roto i te parapara e whakatau ana i te tere o te whakawhitinga SiC sublimation me te whakaritenga me te tipu o nga ngota hau i runga i te atanga karaihe, e pa ana ki te tere o te tipu o te karaihe me te kounga o te karaihe, na reira he mea tika ki te hanga i tetahi mara pāmahana nahanaha. hangarau whakahaere. Ka whakatauritea ki nga taonga Si, ko te rereketanga o te hanga SiC kei roto ano hoki i nga tukanga pāmahana teitei penei i te whakaurunga katote teitei o te katote, te whakawera teitei o te pāmahana, te whakakorikori i te pāmahana teitei, me te tukanga kanohi uaua e hiahiatia ana e enei tukanga pāmahana teitei.
Te tipu o te karaihe puhoi: ko te tere o te tipu o te rakau karaihe Si ka taea te tae ki te 30 ~ 150mm / h, me te hanga o te 1-3m silicon karaihe rakau anake e 1 ra; Ko te rakau karaihe SiC me te tikanga PVT hei tauira, ko te tipu o te tipu e tata ana ki te 0.2-0.4mm / h, 7 nga ra ki te tipu iti iho i te 3-6cm, ko te tipu o te tipu he iti iho i te 1% o te rauemi silicon, he tino nui te kaha o te whakaputa. iti.
Tawhā hua tiketike, me te iti tukua: te tawhā matua o te tïpako SiC ngā microtubule kiato, dislocation kiato, parenga, warpage, roughness mata, me ētahi atu Ko te hangarau pūnaha matatini ki te whakarite ngota i roto i te ruma kati teitei-mahana me te tupu karaihe oti, i a koe e whakahaere ana i nga taupū tawhā.
He nui te pakeke o te rauemi, he pakarukaru teitei, he roa te tapahi me te kakahu teitei: Ko te SiC Mohs te pakeke o te 9.25 te tuarua ki te taimana, ka piki ake te uaua o te tapahi, te huri me te oro, a ka tata ki te 120 haora te roa. tapahia kia 35-40 nga wahanga o te 3cm te matotoru. I tua atu, na te kaha o te pakaru o te SiC, ka nui ake te kakahu o te tukatuka wafer, a ko te waahanga whakaputa ko te 60% anake.
Te ahua o te whakawhanaketanga: Te piki o te rahi + te heke o te utu
Ko te maakete SiC o te ao 6-inihi te rahi o te raina whakaputa, kua eke nga kamupene rangatira ki te maakete 8-inihi. He 6 inihi te nuinga o nga kaupapa whakawhanaketanga whare. I tenei wa, ahakoa ko te nuinga o nga kamupene o te kaainga kei te noho tonu i runga i nga raina whakaputa 4-inihi, engari kei te piki haere te umanga ki te 6-inihi, me te pakeke o te hangarau taputapu tautoko 6-inihi, kei te pai haere hoki te hangarau o te taputapu SiC i roto i te whare. ka kitea te tauine o nga raina whakangao nui-rahi, a kua iti te aputa o te wa hanga papatipu 6-inihi o naianei ki te 7 tau. Ko te rahi o te angiangi ka taea te whakanui ake i te maha o nga maramara kotahi, te whakapai ake i te reeti hua, me te whakaiti i te wahanga o nga maramara mata, me te utu mo te rangahau me te whakawhanaketanga me te ngaronga hua ka mau tonu ki te 7%, na reira ka pai ake te angiangi. te whakamahi.
He maha tonu nga raruraru i roto i te hoahoa taputapu
Ko te hokohoko o te diode SiC kua pai ake, i tenei wa, he maha nga kaihanga o te whare kua hangaia nga hua SiC SBD, he pai te pumau o nga hua SiC SBD, i roto i te waka OBC, te whakamahi i te SiC SBD + SI IGBT ki te whakatutuki i te pumau. kiato o nāianei. I tenei wa, kaore he arai i roto i te hoahoa patent o nga hua SiC SBD i Haina, a he iti te waahi ki nga whenua ke.
He maha tonu nga uauatanga o te SiC MOS, he aputa tonu kei waenganui i a SiC MOS me nga kaihanga o tawahi, kei te hanga tonu te papa hangahanga e tika ana. I tenei wa, kua tutuki a ST, Infineon, Rohm me etahi atu 600-1700V SiC MOS te hanga papatipu me te haina me te tukuna me te maha o nga ahumahi whakangao, i te mea kua tino oti te hoahoa SiC MOS o naianei, he maha nga kaihanga hoahoa kei te mahi tahi me nga papanga i te waahi o te rere angiangi, a, i muri mai ka hiahia tonu te manatoko a nga kaihoko, no reira he wa roa tonu mai i te hokohoko nui.
I tenei wa, ko te hanganga mahere te kowhiringa auraki, a ko te momo waikeri e whakamahia whanuitia ana i roto i te waahi pehanga teitei a muri ake nei. He maha nga kaihanga o te SiC MOS, ko te hanganga mahere ehara i te mea ngawari ki te whakaputa i nga raruraru pakaru o te rohe i whakaritea ki te riu, e pa ana ki te pumau o te mahi, i roto i te maakete i raro i te 1200V he nui te uara tono, me te hanganga mahere he ahua. ngawari i roto i te mutunga hangahanga, ki te whakatutuki i te hangahanga me te whakahaere utu e rua nga waahanga. Ko te taputapu haehae he painga o te inductance parapara tino iti, te tere whakawhiti tere, te iti o te mate me te tino mahi.
2--SiC wafer rongo
Te whakaputanga maakete Silicon carbide me te tipu o te hoko, whakarongo ki te koretake o te hanganga i waenga i te tuku me te tono
Na te tipu tere o te tono o te maakete mo nga hikohiko hiko-nui me te kaha-kaha, kua tino kitea te rohenga o nga taputapu semiconductor i runga i te silicon, me nga rauemi semiconductor tuatoru-whakatupuranga e tohuhia ana e te silicon carbide (SiC) kua heke haere. ka noho ahumahi. Mai i te tirohanga o te mahi rauemi, e 3 nga wa te whanui o te carbide silicon ki te whanui o te roopu o nga rauemi silicon, e 10 nga wa te pakaru o te kaha o te papa hiko, e 3 nga wa o te kawe wera, no reira he pai nga taputapu hiko carbide silicon mo te auau teitei, te pehanga teitei, teitei teitei me etahi atu tono, ka awhina ki te whakapai ake i te kaha me te kaha o te kaha o nga punaha hiko hiko.
I tenei wa, kua neke haere nga diodes SiC me nga MOSFET SiC ki te maakete, a he maha atu nga hua pakeke, i roto i enei ka whakamahia nuitia nga diodes SiC hei utu mo nga diodes-silicon i etahi mara na te mea kaore he painga o te utu whakaora whakamuri; Ka whakamahia hoki a SiC MOSFET i roto i te miihini, te rokiroki hiko, te puranga utu, te photovoltaic me etahi atu mara; I roto i te mara o nga tono miihini, kei te kaha haere te ahua o te whakarereketanga, ko te mahi pai ake o te SiC me whakawhirinaki ki runga i nga tikanga whakakao pai ki te whakatutuki, ma te hangarau me te hiri anga ahua pakeke hei kaupapa matua, a meake nei, ki te whanaketanga hiri kirihou ranei. , he pai ake nga ahuatanga whanaketanga kua whakaritea mo nga waahanga SiC.
Silicon carbide utu heke tere ranei tua atu whakaaro
Ko te tono o nga taputapu carbide silicon he mea iti noa na te utu nui, ko te utu o te SiC MOSFET i raro i te taumata kotahi ko te 4 nga wa teitei ake i tera o te IGBT e pa ana ki a Si, na te mea he uaua te tukanga o te carbide silicon, kei reira te tipu o te Ko te karaihe kotahi me te epitaxial ehara i te mea kino noa ki te taiao, engari he puhoi te tipu o te tipu, me te tukatuka karaihe kotahi ki roto i te tïpako me haere i roto i te tapahi me te whakakoi. I runga i ona ake ahuatanga o te papanga me te hangarau tukatuka koretake, he iti iho i te 50% te hua o te tïpako o te whare, a he maha nga mea e arai ana ki te utu nui me te utu epitaxial.
Heoi, ko te hanganga utu o nga taputapu carbide silicon me nga taputapu-a-silicone he rereke te rereke, ko te taputapu me nga utu epitaxial o te hongere o mua mo te 47% me te 23% o te taputapu katoa, tata ki te 70%, te hoahoa taputapu, te hanga. me te hiri o nga hononga o te hongere o muri mo te 30% anake, ko te utu hanga o nga taputapu e pa ana ki te silicon te nuinga ki te hanga angiangi o te hongere o muri e pa ana ki te 50%, a ko te utu o te taputapu mo te 7% anake. Ko te ahuatanga o te uara o te mekameka ahumahi carbide silicon ki runga ki raro, ko te tikanga ko nga kaihanga epitaxy substrate whakarunga te tika ki te korero, koinei te mea matua ki te whakatakotoranga o nga umanga a-whare me nga iwi ke.
Mai i te tirohanga hihiri i runga i te maakete, ko te whakaheke i te utu o te carbide silicon, hei taapiri ki te whakapai ake i te karaehe silicon carbide te roa o te karaihe me te mahi tapahi, ko te whakarahi i te rahi o te wafer, koinei hoki te huarahi pakeke o te whanaketanga semiconductor i nga wa o mua, Ko nga raraunga Wolfspeed e whakaatu ana ko te whakapai ake i te taputapu carbide silicon mai i te 6 inihi ki te 8 inihi, ka taea e te hanga maramara whai tohu te piki ake ma te 80%-90%, ka awhina i te whakapai ake i te hua. Ka taea te whakaiti i te utu o te waeine ma te 50%.
Ko te 2023 e mohiotia ana ko te "8-inihi SiC tau tuatahi", i tenei tau, kei te whakatere nga kaihanga carbide silicon i roto me nga iwi ke i te whakatakotoranga o te carbide silicon 8-inihi, penei i te haumi haurangi a Wolfspeed o te 14.55 piriona US taara mo te whakahiato carbide silicon carbide, Ko tetahi waahanga nui ko te hanga o te 8-inihi SiC tïpako hanga tipu, Hei whakarite i te tuku a muri ake o 200 mm SiC konganuku kore ki te maha o nga kamupene; Kua hainatia hoki e Tianyue Advanced me Tianke Heda nga kirimana mo te wa roa me Infineon hei tuku i nga taputapu carbide silicon 8-inihi a muri ake nei.
Ka timata mai i tenei tau, ka tere ake te carbide silicon mai i te 6 inihi ki te 8 inihi, ko te tumanako a Wolfspeed hei te tau 2024, ko te utu o te maramara wae mo te 8 inihi tïpako ka whakaritea ki te utu maramara o te 6 inihi tïpako i te tau 2022 ka heke neke atu i te 60% , a ko te hekenga utu ka whakatuwhera ake i te maakete tono, ko nga raraunga rangahau a Ji Bond Consulting i tohu. Ko te wahanga o te maakete o naianei o nga hua 8-inihi he iti iho i te 2%, me te tumanako ka tipu te wahanga o te maakete ki te 15% hei te tau 2026.
Inaa, ko te tere o te heke o te utu o te carbide silicon carbide ka nui ake i te whakaaro o te tini o nga tangata, ko te maakete o naianei mo te 6-inihi tïpako he 4000-5000 yuan/piece, ka whakaritea ki te timatanga o te tau kua hinga nui, he tūmanakohia ki te taka i raro i 4000 yuan tau i muri mai, he mea utu kia mōhio e etahi kaihanga i roto i te tikanga ki te tiki i te mākete tuatahi, kua heke te utu hoko ki te rārangi utu i raro, Whakatuwheratia te tauira o te whawhai utu, te nuinga kukū i roto i te tïpako carbide silicon kua tino rawaka te tuku i roto i nga waahi iti-ngaohiko, kei te kaha te whakawhanui a nga kaihanga o nga kaainga me nga iwi ke i te kaha whakaputa, me waiho ranei te taputapu carbide silicon carbide kia nui ake te tuku i mua atu i te whakaaro.
Te wa tuku: Hanuere-19-2024