Hordhac carbide silicon
Silicon carbide (SiC) waa walxo semiconductor ah oo ka kooban kaarboon iyo silikoon, taas oo ah mid ka mid ah agabka ugu fiican ee samaynta heerkul sare, soo noqnoqosho sare, awood sare iyo aaladaha korantada sare. Marka la barbar dhigo walxaha silikoon ee dhaqameed (Si), farqiga band ee carbide silicon waa 3 jeer ka silikoon. Dhaqdhaqaaqa kulaylka waa 4-5 jeer silikoon; Korantada burburku waa 8-10 jeer ka badan silikoon; Heerka qulqulka korantada elektiroonigga ah waa 2-3 jeer ka silikoon, kaas oo buuxiya baahiyaha warshadaha casriga ah ee awoodda sare, korantada sare iyo soo noqnoqda sare. Waxaa inta badan loo isticmaalaa soo saarista xawaarihiisa sare, soo noqnoqoshada, tamarta sare iyo qaybaha elektarooniga ah ee iftiiminaya. Goobaha arjiyada hoose waxaa ka mid ah koronto wanagsan, baabuurta tamarta cusub, tamarta dabaysha ee voltaic, isgaarsiinta 5G, iwm. Silicon carbide diodes iyo MOSFETs ayaa ganacsi ahaan loo adeegsaday.
Iska caabbinta heerkulka sare. Baaxadda farqiga band ee carbide silicon waa 2-3 jeer ka silikoon, electrons ma fududa in ay u gudbaan heerkulka sare, oo ay u adkeysan karaan heerkulka hawlgalka sare, iyo kulaylka conductivity ee carbide silicon waa 4-5 jeer in silikon, samaynta kulaylka qalabka fudud iyo xadka hawlgalka heerkulka sare. Cadaadiska heerkulka sare wuxuu si weyn u kordhin karaa cufnaanta awoodda iyadoo la dhimayo shuruudaha nidaamka qaboojinta, taasoo ka dhigaysa terminal fudud oo yar.
U adkeyso cadaadis sare. Burburka xoogga koronto ee silikoon carbide waa 10 jeer ka silikoon, kaas oo u adkeysan kara danab sare oo ku habboon qalabka korantada sare.
iska caabin badan oo soo noqnoqda. Silicon carbide waxay leedahay heerka qulqulka elektaroonigga ah oo buuxa laba jeer ka silikoon, taasoo keentay maqnaanshaha dabada hadda jirta inta lagu jiro habka xidhitaanka, taas oo si wax ku ool ah u wanaajin karta inta jeer ee aaladda isla markaana ogaan karta yaraynta aaladda.
Luminta tamarta hoose. Marka la barbar dhigo walxaha silikoon, carbide silikoon waxay leedahay iska caabin aad u hooseeya iyo khasaare hoose. Isla mar ahaantaana, ballaca sare ee farqiga band-band ee silikoon carbide wuxuu si weyn u yareynayaa qulqulka hadda iyo khasaaraha korontada. Intaa waxaa dheer, qalabka silikoon carbide ma laha ifafaale raad raac ah hadda inta lagu jiro habka xidhitaanka, iyo khasaaraha beddelka waa yar yahay.
Silikoon carbide silsilad warshadaha
Inta badan waxaa ka mid ah substrate, epitaxy, naqshadeynta qalabka, wax soo saarka, xirida iyo wixii la mid ah. Silicon carbide laga bilaabo walxaha ilaa aaladda korantada semiconductor waxay la kulmi doontaa korriin quraarad ah, goyn goyn, korriin epitaxial, naqshad wafer, wax soo saar, baakad iyo habab kale. Ka dib marka la isku daro budada silikoon carbide, ingot silikoon carbide ingot ayaa la sameeyaa marka hore, ka dibna substrate silikoon carbide substrate waxaa lagu helaa jarjarid, shiidi iyo polishing, iyo xaashida epitaxial waxaa lagu helaa koritaanka epitaxial. Waferka epitaxial wuxuu ka samaysan yahay silikoon carbide iyada oo loo marayo lithography, etching, implantation ion, passivation birta iyo hababka kale, maraqa waa la gooyaa dhimis, qalabku waa la baakadeeyey, qalabkuna waxaa lagu daraa qolof gaar ah oo la isugu geeyaa module.
Kor u kaca silsiladda warshadaha 1: substrate-kobaca crystal waa isku xirka geedi socodka xudunta u ah
Substrate-ka Silicon carbide wuxuu xisaabiyaa 47% qiimaha aaladaha silikoon carbide, caqabadaha farsamada wax soo saarka ugu sarreeya, qiimaha ugu weyn, waa udub dhexaadka warshadaynta baaxadda weyn ee mustaqbalka ee SiC.
Marka loo eego kala duwanaanshaha hantida elektiroonigga ah, qalabka silikoon carbide substrate waxaa loo qaybin karaa substrates-ka-hortagga (gobolka iska caabinta 15 ~ 30mΩ · cm) iyo substrates-dahaaran (iska caabin ka sarreeya 105Ω · cm). Labadan nooc ee substrate-ka waxa loo isticmaalaa in lagu soo saaro aaladaha kala duwan sida aaladaha korontada iyo aaladaha soo noqnoqda raadiyaha siday u kala horreeyaan kobaca epitaxial ka dib. Waxaa ka mid ah, substrate-ka silikoon carbide-ka-dahaaran ayaa inta badan loo adeegsadaa soosaarka aaladaha gallium nitride RF, aaladaha korantada iyo wixii la mid ah. Iyada oo la kordhinayo lakabka gaan epitaxial substrate-ka SIC substrate-ka ah, saxanka sic epitaxial ayaa la diyaariyey, kaas oo lagu sii diyaarin karo HEMT gan iso-nitride RF. Substrate-ka silikoon carbide ee wax qabad leh ayaa inta badan loo adeegsadaa soo saarida aaladaha korontada. Si ka duwan habka wax soo saarka qalabka silikoon ee dhaqameed, qalabka korontada silikoon si toos ah looguma samayn karo substrate silikoon carbide, lakabka silikoon carbide epitaxial wuxuu u baahan yahay in lagu koriyo substrate-ka si loo helo xaashida silikoon carbide epitaxial, iyo lakabka epitaxial waxaa lagu soo saaray Schottky diode, MOSFET, IGBT iyo aaladaha kale ee awooda.
Budada Silicon carbide waxaa laga soo saaray budada kaarboon nadiifka ah iyo budada silikoon nadiif ah oo sarreeya, iyo cabbirro kala duwan oo silikoon carbide ingot ah ayaa lagu koray heerkul gaar ah, ka dibna substrate silikoon carbide ayaa la soo saaray iyada oo loo marayo habab badan oo wax lagu sameeyo. Habka asaasiga ah waxaa ka mid ah:
Qalabaynta alaabta ceeriin: Budada silikoon-nadiifinta sare leh + toner ayaa lagu qasi karaa iyadoo loo eegayo qaaciddada, falcelinta waxaa lagu sameeyaa qolka falcelinta ee heerkulka sare ee heerkulka ka sarreeya 2000 ° C si loo soo saaro qaybaha silikoon carbide leh nooca crystal gaar ah iyo cabbirka walxaha. Kadibna iyada oo loo marayo burburinta, baaritaanka, nadiifinta iyo hababka kale, si loo daboolo shuruudaha nadiifinta sare ee silikoon carbide alaabta ceeriin.
Kobaca Crystal waa habka ugu muhiimsan ee wax soo saarka substrate silikoon carbide, kaas oo go'aamiya sifooyinka korantada ee substrate silikoon carbide. Waqtigan xaadirka ah, hababka ugu muhiimsan ee koritaanka crystal waa wareejinta uumiga jirka (PVT), kaydinta uumiga kiimikada heerkulka sare (HT-CVD) iyo heerka dareeraha epitaxy (LPE). Waxaa ka mid ah, habka PVT waa habka caadiga ah ee kobaca ganacsiga ee SiC substrate hadda, oo leh biseylka farsamada ugu sarreeya iyo tan ugu ballaaran ee loo isticmaalo injineernimada.
Diyaarinta substrate-ka SiC waa mid adag, taasoo horseedaysa qiimaheeda sare
Xakamaynta heerkulka heerkulka waa adag tahay: Si koritaanka usha crystal kaliya u baahan yahay 1500 ℃, halka SiC crystal usha u baahan yahay in la koray at heerkul sare ka sarreeya 2000 ℃, oo waxaa jira in ka badan 250 isomers SiC, laakiin 4H-SiC ugu weyn qaab-dhismeedka crystal hal-abuurka ah ee wax soo saarka ee qalabka korontada, haddii aan gacanta saxda ah, heli doontaa qaab-dhismeedka crystal kale. Intaa waxaa dheer, heerkulbeegga heerkulbeegga ee qulqulka ayaa go'aaminaya heerka wareejinta sublimation SiC iyo habaynta iyo habka koritaanka ee atamka gaaska ee interface crystal, taas oo saameynaysa heerka koritaanka crystal iyo tayada crystal, sidaas darteed waxaa lagama maarmaan ah in la sameeyo tiknoolajiyad heerkulbeeg ah oo heerkulbeeg ah. Marka la barbardhigo qalabka Si, farqiga u dhexeeya wax soo saarka SiC ayaa sidoo kale ku jira hababka heerkulka sare sida heerkulka sare ee ion implantation, oksaydhka heerkulka sare, firfircoonida heerkulka sare, iyo habka maaskarada adag ee looga baahan yahay hababka heerkulka sare.
Kobaca crystal tartiib tartiib ah: heerka kobaca ee usha crystal Si gaari kartaa 30 ~ 150mm / h, iyo wax soo saarka ee 1-3m usha crystal silicon qaadataa oo keliya 1 maalin; Usha kristal ee SiC oo leh habka PVT tusaale ahaan, heerka kobaca wuxuu ku saabsan yahay 0.2-0.4mm / h, 7 maalmood si ay u koraan wax ka yar 3-6cm, heerka kobaca ayaa ka yar 1% walxaha siliconka, awoodda wax soo saarka ayaa aad u xaddidan.
Halbeegyada wax soo saarka sare iyo wax-soo-saarka hooseeya: xuduudaha asaasiga ah ee substrate SiC waxaa ka mid ah cufnaanta microtubule, cufnaanta kala-baxa, caabbinta, warpage, qallafsanaanta dusha sare, iwm.
Maaddadu waxay leedahay qallafsanaan sare, jajab sare, waqti goyn dheer iyo xirmo sare: SiC Mohs adagaanta 9.25 waa labaad ee kaliya ee dheeman, taas oo horseedaysa koror weyn oo ku yimaada dhibka goynta, xoqidda iyo nadiifinta, waxayna qaadataa qiyaastii 120 saacadood in la gooyo 35-40 xabbadood oo ah 3cm qaro weyn. Intaa waxaa dheer, sababtoo ah jajabnaanta sare ee SiC, xirashada wafer-ka ayaa noqon doonta wax badan, saamiga wax-soo-saarka waa kaliya 60%.
Isbeddelka horumarka: xajmiga korodhka + qiimaha hoos u dhaca
Suuqa caalamiga ah ee SiC ee 6-inji khadka wax soo saarka mugga ayaa soo koraya, shirkadaha hormuudka ah waxay galeen suuqa 8-inch. Mashaariicda horumarinta guduhu waxay u badan yihiin 6 inji. Waqtigan xaadirka ah, in kasta oo inta badan shirkadaha gudaha ay weli ku saleysan yihiin khadadka wax soo saarka ee 4-inch, laakiin warshadaha ayaa si tartiib tartiib ah u fidaya 6-inch, iyadoo qaan-gaarnimada 6-inch ee tignoolajiyada qalabka taageeraya, tignoolajiyada substrate-ka gudaha ee SiC ayaa sidoo kale si tartiib tartiib ah u wanaajineysa dhaqaalaha cabirka khadadka wax soo saarka ee baaxadda weyn ayaa la soo bandhigi doonaa, iyo farqiga wax soo saarka gudaha ee hadda 6-inch ayaa hoos u dhacay ilaa 7 sano. Cabbirka wafer-ka weyn wuxuu keeni karaa kororka tirada jajabyada hal-abuurka ah, hagaajinta heerka wax-soo-saarka, iyo dhimista saamiga jajabyada geesaha, iyo kharashka cilmi-baarista iyo horumarinta iyo khasaaraha dhalidda ayaa lagu hayn doonaa qiyaastii 7%, taas oo hagaajinaysa isticmaalka wafer.
Weli waxaa jira dhibaatooyin badan xagga naqshadaynta aaladaha
Ganacsiga SiC diode si tartiib tartiib ah ayaa loo wanaajiyay, hadda, tiro ka mid ah soosaarayaasha gudaha ayaa naqshadeeyay alaabada SiC SBD, alaabada dhexdhexaadka ah iyo kuwa sare ee SiC SBD waxay leeyihiin xasilooni wanaagsan, gaariga OBC, isticmaalka SiC SBD + SI IGBT si loo gaaro cufnaanta hadda jirta. Waqtigan xaadirka ah, ma jiraan wax caqabad ah oo ku jira naqshadeynta patent-ka ee alaabta SiC SBD ee Shiinaha, farqiga u dhexeeya wadamada shisheeye waa mid yar.
SiC MOS wali waxay haysataa dhibaatooyin badan, wali waxaa jira farqi u dhexeeya SiC MOS iyo soo saarayaasha dibada, iyo goobta wax soo saarka ee ku haboon ayaa wali socota. Waqtigan xaadirka ah, ST, Infineon, Rohm iyo 600-1700V SiC MOS waxay ku guuleysteen wax soo saar ballaaran waxayna saxiixeen oo la soo rareen warshado badan oo wax soo saar leh, halka naqshadeynta gudaha ee SiC MOS ee hadda la dhammeeyey, tiro ka mid ah soosaarayaasha naqshadeynta ayaa la shaqeynaya dharbaaxo marxaladda qulqulka wafer, iyo xaqiijinta macaamiisha ka dib waxay weli u baahan tahay waqti dheer, sidaas darteed weli waxaa jira waqti dheer oo ganacsi.
Waqtigan xaadirka ah, qaab-dhismeedka qorshaha ayaa ah doorashada guud, iyo nooca trench-ga ayaa si ballaaran loo isticmaalaa goobta cadaadiska sare ee mustaqbalka. Qaab dhismeedka Planar SiC MOS saarayaasha waa badan yihiin, qaab-dhismeedka qorshaha ma fududa in la soo saaro dhibaatooyinka burburka maxalliga ah marka la barbar dhigo jeexdin, saamaynaya xasiloonida shaqada, in suuqa ka hooseeya 1200V uu leeyahay tiro balaadhan oo ah qiimaha codsiga, iyo qaab-dhismeedka qorshaha waa mid fudud in dhamaadka wax soo saarka, si ay ula kulmaan wax soo saarka iyo kharashka gacanta laba dhinac. Qalabka jeexdintu wuxuu leeyahay faa'iidooyinka inductance dulin aadka u hooseeya, xawaaraha beddelka degdega ah, khasaaro hooseeya iyo wax qabad aad u sarreeya.
2--SiC wafer news
Wax soo saarka suuqa Silicon carbide iyo kobaca iibka, fiiro gaar ah u yeelo dheelitir la'aanta qaab dhismeedka u dhexeeya saadka iyo baahida
Iyada oo kobaca degdega ah ee baahida suuqa ee soo noqnoqoshada sare iyo korantada tamarta sare ee elektiroonigga ah, xaddidaadda xaddidnaanta jireed ee aaladaha semiconductor-ku-saleysan ayaa si tartiib tartiib ah u noqday mid caan ah, iyo agabka jiilka seddexaad ee semiconductor-ka oo uu matalo silicon carbide (SiC) ayaa si tartiib tartiib ah u noqday warshado. Laga soo bilaabo barta waxqabadka alaabta ee aragtida, carbide silicon waxay leedahay 3 jeer farqiga farqiga band ee alaabta silikon, 10 jeer burburka muhiimka ah ee xoogga korantada, 3 jeer kuleylka kuleylka, sidaas darteed aaladaha korantada silikon carbide waxay ku habboon yihiin soo noqnoqoshada sare, cadaadiska sare, heerkulka sare iyo codsiyada kale, waxay gacan ka geystaan hagaajinta hufnaanta iyo cufnaanta awoodda nidaamyada elektiroonigga ah.
Waqtigan xaadirka ah, SiC diodes iyo SiC MOSFETs waxay si tartiib tartiib ah ugu dhaqaaqeen suuqa, waxaana jira alaabooyin badan oo qaan-gaar ah, kuwaas oo SiC diodes si ballaaran loo isticmaalo halkii ay ka heli lahaayeen diodes-ku-salaysan ee meelaha qaarkood sababtoo ah ma haystaan faa'iidada dib u soo celinta kharashka; SiC MOSFET waxa kale oo si tartiib tartiib ah loogu isticmaalaa baabuurta, kaydinta tamarta, dallacsiinta, sawir-qaadista iyo meelaha kale; In berrinkii codsiyada baabuurta, isbeddelka modularization ayaa noqonaysa mid aad u caan ah, waxqabadka sare ee SiC u baahan yahay in ay ku tiirsan yihiin hababka baakadaha horumarsan si ay u gaaraan, farsamo ahaan la xidhidhyo qolof xad baaluq sida caadiga ah, mustaqbalka ama in horumarinta shaabadeynta caag ah, ay sifooyinka horumarinta habaysan aad ugu habboon yihiin modules SiC.
Silikon carbide qiimaha hoos u dhaca xawaaraha ama ka baxsan male
Codsiga aaladaha carbide silicon waxaa inta badan xaddiday qiimaha sare, qiimaha SiC MOSFET ee heerka la mid ah waa 4 jeer ka badan in Si ku salaysan IGBT, tani waa sababta oo ah geeddi-socodka ee carbide silicon waa adag yahay, kaas oo kobaca crystal hal iyo epitaxial ma aha oo kaliya adag on deegaanka, laakiin sidoo kale heerka kobaca waa gaabis ah, iyo hal processing crystal galay substrate waa in ay maraan goynta iyo habka. Iyada oo ku saleysan sifooyinka walxaha u gaarka ah iyo tignoolajiyada wax-soo-saarka aan qaan-gaarin, wax-soo-saarka substrate-ka gudaha wuxuu ka yar yahay 50%, iyo arrimo kala duwan ayaa keena substrate-ka sare iyo qiimaha epitaxial.
Si kastaba ha noqotee, halabuurka qiimaha aaladaha carbide silicon iyo aaladaha silikoon-ku-saleysan waa ka soo horjeeda, qiimaha substrate iyo epitaxial ee kanaalka hore waxay xisaabiyaan 47% iyo 23% aaladda oo dhan siday u kala horreeyaan, wadarta guud ee 70%, naqshadeynta aaladda, soosaarka iyo xirmooyinka xirmooyinka dhabarka dambe ee xisaabinta 30% oo keliya, qiimaha wax soo saarka ee aaladaha silicon-ku saleysan ayaa inta badan diiradda saaraya 0% kanaalka wax soo saarka. Kharashku waa 7% kaliya. Ifafaalaha qiimaha silsiladda warshadaha silikoon carbide kor u kaca macnaheedu waa in soosaarayaasha epitaxy substrate substrate ay xaq u leeyihiin inay ku hadlaan, taas oo fure u ah qaabeynta shirkadaha gudaha iyo kuwa shisheeye.
Marka laga eego aragtida firfircoon ee suuqa, dhimista qiimaha silikoon carbide, marka lagu daro hagaajinta silikoon carbide crystal dheer iyo geeddi-socodka goynta, waa in la ballaariyo cabbirka wafer, kaas oo sidoo kale ah dariiqa baaluq ee horumarinta semiconductor ee la soo dhaafay, xogta Wolfspeed muujinaysaa in substrate carbide silicon ka 6 inches ilaa 8 inches, wax soo saarka chip u qalma kordhin kartaa by 80% -90. Waxay dhimi kartaa qiimaha cutubka la isku daray 50%.
2023 waxaa loo yaqaan "8-inch SiC sanadka koowaad", sanadkan, shirkadaha gudaha iyo dibadda silicon carbide soo saarayaasha ayaa dardar-qaabeynta qaabeynta 8-inch carbide silicon carbide, sida Wolfspeed maalgashiga waalan ee 14.55 bilyan oo doolarka Mareykanka ah ballaarinta wax soo saarka silikon carbide, qayb muhiim ah oo ka mid ah taas oo ah dhismaha 8-inch SiC substrate warshad wax soo saarka, si loo hubiyo in mustaqbalka sahayda shirkadaha birta ah ee SiC. Domestic Tianyue Advanced iyo Tianke Heda waxay sidoo kale heshiisyo wakhti dheer ah la saxeexdeen Infineon si ay u siiyaan 8-inch substrates carbide silicon mustaqbalka.
Laga bilaabo sanadkan, carbide silicon dardar doonaa ka 6 inches in 8 inches, Wolfspeed filaysaa in by 2024, qiimaha chip unit of 8 inches substrate marka la barbar dhigo chip unit qiimaha 6 inches substrate in 2022 la dhimi doonaa by in ka badan 60%, iyo qiimaha hoos u dhac ayaa sii furi doona suuqa codsiga, xogta cilmi la-tashiga Ji Bond tilmaamay. Saamiga suuqa ee hadda jira ee 8-inji waa wax ka yar 2%, waxaana la filayaa in saamiga suuqa uu kordho ilaa 15% marka la gaaro 2026.
Xaqiiqdii, heerka hoos u dhaca qiimaha substrate carbide silicon ayaa laga yaabaa inuu dhaafo male dad badan, dalabka suuqa ee hadda jira ee 6-inch substrate waa 4000-5000 yuan / gabal, marka la barbar dhigo bilowgii sanadka ayaa hoos u dhacay wax badan, waxaa la filayaa inuu hoos uga dhaco 4000 yuan sanadka soo socda, waxaa xusid mudan in qaar ka mid ah soosaarayaasha qaarkood ay hoos u dhigeen qiimaha iibka ee suuqa ugu horeeya, qiimaha suuqa ayaa hoos u dhacay. dagaal, inta badan ku urursan sahayda silikoon carbide substrate ayaa ilaa xad ku filan in beerta korantada hoose, saarayaasha gudaha iyo ajnabiga ah ayaa si xoog leh u ballaarinaya awoodda wax soo saarka, ama ha u ogolaan substrate silikon carbide substrate ka hor inta aan la malaynayn.
Waqtiga boostada: Jan-19-2024