Silikon karbid epitaksi uygulaması ve gelişim eğilimleri.

Bu sayıda, silikon karbid epitaksi uygulaması, hazırlama süreci, pazar boyutu ve gelişim eğilimine ineriz.

Epitaxy, silikon karbid substratının yüzeyinde daha kaliteli tek kristal malzemenin bir katmanının büyümesini ifade eder.ve ipitaksi silikon karbür katmanının, iletken silikon karbür substratının yüzeyinde oluşması, homojen epitaksi olarak adlandırılır; Gallium nitrit epitaksi katmanının yarı yalıtımlı SIC substratındaki büyümesi heteroepitaksi olarak adlandırılır.Genellikle 2 inç (50mm), 3 inç (75mm), 4 inç (100mm), 6 inç (150mm), 8 inç (200mm) ve diğer özellikler.

  Evet.CKarbid epitaxy, yeni enerji araçlarında, fotovoltaik enerji depolamasında, havacılık ve diğer alanlarda kullanılabilen her türlü güç cihazı üretebilir.Gallium nitrit epitaxy 5G iletişim için çeşitli RF cihazları üretebilir, radar ve diğer alanlar.

Yeni enerji araçlarında, fotovoltaik enerji depolamasında ve diğer endüstrilerde silikon karbid güç cihazlarına olan talebin artmasıyla birlikte, silikon karbit epitaksyal pazarı da hızla genişliyor.Endüstri Araştırmaları verileri, 2020 yılında küresel silikon karbid epitaksiyal pazarının 172 milyar ABD doları olduğunu göstermektedir, ve 2027 yılına kadar 1.233 milyar ABD dolarına ulaşması bekleniyor. the market research company Y0LE and TECHCET released silicon carbide wafer materials report shows that the global equivalent 6-inch silicon carbide epitaxial wafer market size is expected to reach about 800,000 (YOLE) ve 1,072 milyon (TECHCET) 2023 yılında.

Değer açısından, silikon karbit endüstri zincirinin katma değeri yukarıda yoğunlaşmıştır.ve epitaksyal (substrat dahil) silikon karbit endüstri zincirinde daha yüksek bir değere sahiptir.

CASA verilerine göre, silikon karbit endüstri zincirinin yukarı akım bağlantısı olarak substrat ve epitaksi, silikon karbit güç cihazlarının maliyet yapısının sırasıyla % 47 ve % 23'ünü oluşturuyor..Yüksek kaliteli silikon karbit epitaksiyel levhalar için yüksek üretim engelleri, küresel silikon karbit cihazları için güçlü aşağı akım talebi ile birlikte,Yüksek kaliteli silikon karbür epitaksyal levhaların sıkı bir tedarik sonucu, silikon karbid epitaksyal levhaların endüstriyel zincirde değeri nispeten yüksektir.

Önemli olduğu açıdan bakıldığında, silikon karbid kristali büyüme sürecinde kaçınılmaz olarak kusurlar, kirliliklerin girişini,Sonuç olarak, substrat malzemesinin kalitesi ve performansı yeterince iyi değildir., ve epitaksi katmanının büyümesi, substratta bazı kusurları ortadan kaldırabilir, böylece ızgara düzgün bir şekilde düzenlenir.Bu nedenle epitaksi kalitesi cihazın performansına belirleyici bir etkiye sahiptir., ve epitaksi kalitesi kristal ve altyapı işleme tarafından etkilenir, epitaksi bir endüstrinin ortasında, kilit bir rol oynar.

  Bir yandan, silikon karbit epitaksyal levhanın kalitesi, anahtar parametrelerin kalınlığı ve doping konsantrasyonu tarafından etkilenir.Epitaksyal parametre gereksinimleri cihazın tasarımına bağlıdır, ve epitaksyal parametreler cihazın gerilim seviyesine göre farklıdır. Dış kalınlığı ne kadar büyükse (zorluk ne kadar büyükse), gerilim ne kadar yüksekse,Genellikle 100V voltajı 1μm kalınlığında epitaksi gerektirir., 600V'ye 6μm, 1200-1700V'ye 10-15μm, 15000V'ye yüzlerce mikron (yaklaşık 150μm) gerekir.

Öte yandan, yüksek performanslı cihazların üretimi için SIC epitaksyal kusurlarının kontrolü anahtardır.ve kusurlar SIC güç cihazlarının performansını ve güvenilirliğini ciddi şekilde etkileyecektirEpitaksyal kusurlar esas olarak şunları içerir: mikrotüpül gibi alt katman kusurları, penetrasyon vida dislokasyonu TSD, penetrasyon kenar dislokasyonu TED, baz düzlem dislokasyonu BPD vb.Epitaxial büyüme nedeniyle çıkışMakro kusurlar, örneğin üçgen kusurları, havuç kusurları / kuyruklu yıldız kusurları, sığ çukurlar, büyüyen yığılma kusurları, düşen nesneler vb.TSD ve TED temelde nihai silikon karbit cihazın performansını etkilemez, BPD ise cihazın performansının bozulmasına neden olur. Makroskopik kusurlar cihazda ortaya çıktığında, cihaz test edilemeyecek ve sonuç olarak daha düşük verim sağlayacaktır.

  Şu anda, SiC epitaksi hazırlama yöntemleri esas olarak şunları içerir: kimyasal buhar çökümü (CVD), moleküler epitaksi (MBE), sıvı faz epitaksi (LPE), pulsed lazer çökümü ve süblimasyon (PLD).

MBE yöntemi ve LPE yöntemi ile hazırlanan silikon karbidin epitaksi kalitesi üç hazırlama yöntemine kıyasla daha iyi olsa da,büyüme hızı sanayileşmenin ihtiyaçlarını karşılamak için çok yavaş, ve CVD büyüme oranı daha yüksektir, epitaksi kalitesi de gereksinimlere uyguntur ve CVD sistemi nispeten basittir ve çalıştırılması kolaydır ve maliyet daha düşüktür.Kimyasal buhar birikimi (CVD) şu anda en popüler 4H-SiC epitaksi yöntemidirAvantajı, büyüme süreci sırasında gaz kaynağı akışının, reaksiyon odası sıcaklığının ve basıncının etkili bir şekilde kontrol edilebilmesidir, bu da epitaksyal CVD sürecini büyük ölçüde azaltır.

Özet: Cihazın voltaj seviyesinin iyileşmesiyle birlikte, epitaksiyel kalınlık geçmişte birkaç mikrondan onlarca hatta yüzlerce mikrona kadar gelişti.Yerel şirketler yavaş yavaş 6 inçlik silikon karbür epitaksi büyüme miktarını arttırdı, ve 8 inçlik epitaksi araştırma ve geliştirme ve üretimine yayılmaya başladı, ancak büyük ölçekli tedarik kapasitesi yok.Yerel silikon karbid epitaksi, temelde talebi karşılayabilir., ve yüksek basınç alanında çok azdır. 6 inç, 8 inç silikon karbür epitaksyal kenar kaybı daha küçük, kullanılabilir alan daha büyük,ve üretim kapasitesini artırabilirÜretimin iyileştirilmesi ve ölçek ekonomileri sayesinde gelecekte maliyetin %60'tan fazla düşmesi bekleniyor.