Zeintzuk dira silizio karburoaren substratuaren ekoizpenaren erronkak?

Silizio karburoa (SiC) lotura-energia handia duen materiala da, diamantea eta boro nitruro kubikoa bezalako beste material gogor batzuen antzera. Hala ere, SiC-ren lotura-energia handiak zaila egiten du urtze-metodo tradizionalen bidez zuzenean lingoteetan kristalizatzea. Hori dela eta, silizio-karburozko kristalak hazteko prozesuak lurrun faseko epitaxia teknologiaren erabilera dakar. Metodo honetan, substantzia gaseosoak pixkanaka substratu baten gainazalean metatzen dira eta kristal solidoetan kristalizatzen dira. Substratuak ezinbesteko papera betetzen du metatutako atomoak kristal-norabide zehatz batean hazten gidatzeko, eta ondorioz, kristal-egitura espezifikoko ostia epitaxial bat eratzen da.

Kostu-eraginkortasuna

Silizio karburoa oso poliki hazten da, normalean hilean 2 cm inguru. Industria-ekoizpenean, kristal bakarreko hazkuntza-labe baten urteko ekoizpen-ahalmena 400-500 pieza baino ez da. Gainera, kristal hazteko labe baten kostua bezain handia da. Hori dela eta, silizio karburoa ekoiztea prozesu garestia eta eraginkorra da.

Produkzioaren eraginkortasuna hobetzeko eta kostuak murrizteko, silizio-karburoaren hazkunde epitaxialasubstratuaaukera arrazoizkoagoa bihurtu da. Metodo honek ekoizpen masiboa lor dezake. Zuzeneko mozketarekin alderatutasilizio karburozko lingoteak, teknologia epitaxialak industria-ekoizpenaren beharrak modu eraginkorragoan ase ditzake, horrela silizio karburoko materialen merkatuko lehiakortasuna hobetuz.

Mozteko zailtasuna

Silizio karburoa (SiC) poliki-poliki hazten ez ezik, kostu handiagoak eragiten ditu, baina oso gogorra da, bere ebaketa-prozesua zailduz. Silizio karburoa mozteko diamante alanbrea erabiltzean, ebaketa-abiadura motelagoa izango da, ebaketa irregularragoa izango da eta erraza da pitzadurak uztea silizio karburoaren gainazalean. Gainera, Mohs gogortasun handiko materialak hauskoragoak izan ohi dirasilizio karburozko wafEbakitzean siliziozko obleak baino litekeena da hausteko. Faktore hauek materialaren kostu nahiko altua eragiten dutesilizio karburozko obleak. Hori dela eta, hasieran silizio karburozko materialak erabiltzen dituzten modeloak kontuan hartzen dituzten autogile batzuek, Teslak adibidez, azkenean, beste aukera batzuk hauta ditzakete ibilgailu osoaren kostua murrizteko.

Kristalaren kalitatea

HaztuzSiC obleak epitaxialaksubstratuan, kristalen kalitatea eta sarearen bat etortzea modu eraginkorrean kontrolatu daitezke. Substratuaren kristal-egiturak oble epitaxialaren kristalen kalitatean eta akatsen dentsitatean eragina izango du, eta, horrela, SiC materialen errendimendua eta egonkortasuna hobetuko ditu. Ikuspegi honek kalitate handiagoko eta akats gutxiagoko SiC kristalak ekoiztea ahalbidetzen du, eta horrela azken gailuaren errendimendua hobetzen da.

Tentsioaren doikuntza

Sarearen arteko bat datorrensubstratuaetaostia epitaxialaeragin handia du SiC materialaren tentsio-egoeran. Egokitzapen hori egokituz, egitura elektronikoa eta propietate optikoakSiC oblea epitaxialaaldatu egin daiteke, eta, beraz, gailuaren errendimenduan eta funtzionaltasunean eragin handia izan du. Tentsioa doitzeko teknologia hau SiC gailuen errendimendua hobetzeko funtsezko faktoreetako bat da.

Materialen propietateak kontrolatzea

Substratu mota ezberdinetan SiC-ren epitaxiaren bidez, kristal-orientazio ezberdineko SiC-aren hazkuntza lor daiteke, eta horrela kristal-plano noranzko espezifikoak dituzten SiC kristalak lor daitezke. Ikuspegi honek SiC materialen propietateak neurrira egokitzeko aukera ematen du aplikazio-eremu ezberdinen beharrei erantzuteko. Adibidez,SiC obleak epitaxialak4H-SiC edo 6H-SiC substratuetan hazi daiteke propietate elektroniko eta optiko espezifikoak lortzeko aplikazio tekniko eta industrialaren beharrizan desberdinak asetzeko.