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.Inta badan waxaa loo isticmaalaa soo saarista xawaaraha 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 u adkeysan karaan heerkulka sare ee hawlgalka, iyo kulaylka conductivity ee carbide silicon waa 4-5 jeer ka silikon. samaynta kuleyliyaha qalabka si fudud u daadinta iyo xadka heerkulka hawlgalka 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 daba-joog ah oo hadda socda inta lagu jiro habka xiritaanka, iyo luminta beddelka ayaa yar.
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-qabadka leh ayaa inta badan loo adeegsadaa soo saarista 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 epitaxial lakabka waxaa lagu soo saaray Schottky diode, MOSFET, IGBT iyo qalabka kale ee korontada.
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:
Isku-dubarid walxo ceeriin ah: 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 walxaha silikoon carbide leh nooc gaar ah iyo qayb crystal cabbirka.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 heerkulku waa mid adag: koritaanka usha crystal kaliya waxay u baahan tahay 1500 ℃, halka SiC crystal usha u baahan tahay in lagu koray heerkul sare oo ka sarreeya 2000 ℃, waxaana jira in ka badan 250 isomers SiC, laakiin 4H-SiC ugu weyn qaab dhismeedka crystal hal wax soo saarka qalabka korontada, haddii aan si sax ah loo kantaroolo, waxay heli doontaa qaabab kale oo crystal ah.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, kaas oo saameeya heerka koritaanka crystal iyo tayada crystal, sidaas darteed waxaa lagama maarmaan ah in la sameeyo beer heerkulka nidaamsan. farsamada gacanta.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 waa qiyaastii 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 saarku waa mid aad u badan. xaddidan.
Halbeegyada wax soo saarka sare iyo dhalidda hooseeya: xuduudaha udubdhexaadka ah ee substrate SiC waxaa ka mid ah cufnaanta microtubule, cufnaanta kala-baxa, caabbinta, warpage, qallafsanaanta dusha, iwm. iyadoo la xakameynayo tusmooyinka cabbirka.
Qalabku wuxuu leeyahay qallafsanaan sare, jajab sare, waqti goyn dheer iyo xirnaansho sare: SiC Mohs adagaanta 9.25 waa labaad ee kaliya ee dheeman, taas oo horseedaysa koror weyn oo ku yimaada dhibka goynta, shiididda iyo nadiifinta, waxayna qaadataa qiyaastii 120 saacadood jarjar 35-40 xabbo 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 4-inch, laakiin warshadaha ayaa si tartiib tartiib ah u fidaya ilaa 6-inch, iyadoo qaan-gaarnimada 6-inch ee tignoolajiyada qalabka taageeraya, tignoolajiyada hoose ee SiC sidoo kale si tartiib tartiib ah ayey u hagaajineysaa dhaqaalaha baaxadda xadhkaha wax-soo-saarka ee baaxadda wayn ayaa laga soo muuqan doonaa, wakhtigan xaadirka ah ee 6-inch ee wax-soosaarka guud ee gudaha waxa uu ku soo koobmay 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 wax-soo-saarka ayaa lagu hayn doonaa qiyaastii 7%, taas oo hagaajinaysa wafer. Ka faa'ideysiga.
Weli waxaa jira dhibaatooyin badan xagga naqshadaynta aaladaha
Ganacsiga SiC diode si tartiib tartiib ah ayaa loo wanaajiyey, hadda, tiro ka mid ah soosaarayaasha gudaha ayaa naqshadeeyay alaabada SiC SBD, alaabada dhexdhexaadka ah iyo kuwa sare ee SiC SBD waxay leeyihiin xasillooni wanaagsan, gaariga OBC, isticmaalka SiC SBD + SI IGBT si loo gaaro xasilloon cufnaanta hadda.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 ah, halka naqshadda gudaha ee SiC MOS ee hadda asal ahaan la dhammeeyey, tiro ka mid ah soosaarayaasha naqshadeynta ayaa la shaqeynaya fabs at Marxaladda qulqulka wafer-ka, iyo xaqiijinta macaamiisha dambe waxay weli u baahan tahay wakhti, sidaas darteed waxaa weli jira wakhti dheer oo ka yimid ganacsi-weyn oo ballaaran.
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 ee SiC MOS soo saarayaasha ayaa badan, qaab dhismeedka qorshaha ma fududa in la soo saaro dhibaatooyinka burburka maxalliga ah marka la barbar dhigo jeexdin, saamaynaya xasiloonida shaqada, suuqa ka hooseeya 1200V waxay leedahay tiro balaadhan oo ah qiimaha codsiga, iyo qaab-dhismeedka qorshaha waa xad. fudud ee dhamaadka wax soo saarka, si ay ula kulmaan wax soo saarka iyo xakamaynta qiimaha 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 korantada sare ee elektiroonigga ah, xaddidaadda xaddidnaanta jireed ee aaladaha semiconductor-ku-salaysan ayaa si tartiib tartiib ah u noqday mid caan ah, iyo agabka jiilka seddexaad ee semiconductor-ka uu matalo silikon carbide (SiC) ayaa si tartiib tartiib ah u noqday. noqdaan kuwo warshadaysan.Marka laga eego aragtida waxqabadka walxaha, carbide silicon waxay leedahay 3 jeer farqiga farqiga band ee walxaha silicon, 10 jeer burburka muhiimka ah ee xoogga beerta, 3 jeer kuleylka kuleylka, sidaa darteed aaladaha korantada silikoon waxay ku habboon yihiin soo noqnoqoshada sare, cadaadis sare, heerkulka sare iyo codsiyada kale, waxay gacan ka geystaan hagaajinta hufnaanta iyo cufnaanta awoodda nidaamyada korantada.
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;Marka la eego codsiyada baabuurta, isbeddelka qaabaynta ayaa noqda mid aad u caan ah, waxqabadka sare ee SiC wuxuu u baahan yahay inuu ku tiirsanaado hababka baakadaha horumarsan si loo gaaro, farsamo ahaan iyada oo la xirayo qolof yar oo qaan-gaar ah sida caadiga ah, mustaqbalka ama horumarinta caag ah , sifooyinkeeda horumarinta habaysan ayaa aad ugu habboon qaybaha SiC.
Silikon carbide qiimaha hoos u dhaca xawaaraha ama ka baxsan male
Codsiga aaladaha silikoon carbide inta badan waxaa xaddiday qiimaha sare, qiimaha SiC MOSFET ee heerka isku midka ah waa 4 jeer ka sarreeya kan Si ku salaysan IGBT, tani waa sababta oo ah habka carbide silicon waa mid adag, kaas oo koritaanka Hal crystal iyo epitaxial kaliya maaha mid ku adag deegaanka, laakiin sidoo kale heerka korriinka ayaa gaabis ah, iyo hal-abuurka crystal-ka ee substrate-ka waa inuu dhex maraa habka goynta iyo nadiifinta.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, isku dhafka qiimaha qalabka silikoon carbide iyo aaladaha silikoon ku saleysan ayaa ka soo horjeeda, qiimaha substrate iyo epitaxial ee kanaalka hore waxay xisaabiyaan 47% iyo 23% dhammaan aaladda siday u kala horreeyaan, wadar ahaan 70%, naqshadaynta aaladda, wax soo saarka Xidhiidhada xidhitaanka ee kanaalka dambe ayaa xisaabiya kaliya 30%, qiimaha wax soo saarka ee aaladaha silikoon-ku-salaysan ayaa inta badan ku urursan wax soo saarka wafer ee kanaalka dambe ee ku saabsan 50%, qiimaha substrate-kuna wuxuu xisaabiyaa kaliya 7%.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 waxay muujineysaa in substrate-ka silikoon carbide uu kor ugu qaadayo 6 inji ilaa 8 inji, wax soo saarka jajabka tayada leh wuxuu kordhin karaa 80% -90%, wuxuuna gacan ka geysanayaa hagaajinta wax soo saarka.Waxay dhimi kartaa qiimaha cutubka la isku daray 50%.
2023 waxaa loo yaqaan '8-inch SiC' sanadka ugu horeeya, sanadkan, soosaarayaasha silikoon carbide ee gudaha iyo kuwa shisheeye waxay dardar galinayaan qaabeynta 8-inch carbide silicon carbide, sida Wolfspeed maalgashi waalan oo ah 14.55 bilyan oo doolar oo loogu talagalay ballaarinta wax soo saarka silikon carbide, qayb muhiim ah oo ka mid ah taas oo ah dhismaha 8-inch SiC warshad wax soo saarka substrate, Si loo hubiyo sahayda mustaqbalka ee 200 mm SiC biraha qaawan tiro shirkado ah;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, silikoon carbide wuxuu dardar gelin doonaa min 6 inji ilaa 8 inch, Wolfspeed waxay rajaynaysaa in marka la gaadho 2024, qiimaha jajabka unugga ee 8 inch substrate marka la barbar dhigo cutubka qiimaha 6 inch substrate ee 2022 la dhimi doono in ka badan 60% , iyo hoos u dhaca kharashka ayaa sii furi doona suuqa codsiga, Ji Bond Consulting xogta cilmi 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.
Dhab ahaantii, heerka hoos u dhaca qiimaha silikoon carbide substrate laga yaabaa in ka badan male dad badan, bixinta suuqa hadda ee 6-inch substrate waa 4000-5000 yuan / gabal, marka la barbar dhigo bilowgii sanadka wax badan hoos u dhacay, waa. Waxaa la filayaa in uu hoos u dhaco 4000 yuan sanadka soo socda, waxaa xusid mudan in qaar ka mid ah soosaarayaasha si ay u helaan suuqa ugu horeeya, ay hoos u dhigeen qiimaha iibka ee khadka qiimaha hoose, Furay qaabka dagaalka qiimaha, inta badan ku urursan substrate silicon carbide ah. sahayda ayaa ilaa xad ku filan beerta korantada hoose, saarayaasha gudaha iyo ajnabiga ah ayaa si xoog leh u ballaarinaya awoodda wax soo saarka, ama ha u oggolaadaan substrate silikoon carbide substrate ka badan marxalad ka hor inta la malaynayo.
Waqtiga boostada: Jan-19-2024