Silikon karbid (SiC) yarimo'tkazgichlarining ishlash afzalliklari uzoq vaqtdan beri sanoat konsensusiga aylandi. Bugungi kunda ularning keyingi hajmini haqiqatan ham cheklab qo'yadigan narsa hali ham xarajat va ishlab chiqarish qobiliyatidir. Biroq, keng qamrovli ishlab chiqarish muvaffaqiyatli yo'lga qo'yilgach va xarajatlar pasayishda davom etsa, ushbu bozorning o'sish salohiyati tezda ochiladi. Ayniqsa, yangi energiya vositalari, fotovoltaik energiyani saqlash, zaryadlash qoziqlari, sanoat quvvat manbalari va sunʼiy intellekt maʼlumotlar markazlarida tez oʻsib borayotgan yuqori quvvat manbalari fonida SiC yarimoʻtkazgichlarini ishlab chiqish endi faqat texnologik taraqqiyot uchun tanlov emas, balki energiya samaradorligini oshirish va sanoatni boshqarishning amaliy zarurati hisoblanadi. Quvvatni yanada samarali konversiyalash, yuqori{5}}harorat va yuqori kuchlanish bardoshliligi, tizimning yuqori ishonchliligi hamda qurilmani miniatyuralashtirish va yuqori quvvat zichligi imkoniyatlari tufayli SiC yarimo‘tkazgichlari yuqori quvvatli ilovalar uchun raqobat muhitini qayta shakllantirmoqda.
Nima uchun biz 200 mm ga e'tibor qaratishimiz kerak?
Chunki SiC uchun 200 mm faqat o'lchovli yangilanish emas; u sanoatlashtirish tomon burilish nuqtasini ifodalaydi. 200 mm gofretning foydalanish maydoni 150 mm gofretdan taxminan 1,78 baravar ko'p. Yaxshi hosildorlik va jarayonni nazorat qilish asosida, bu gofret uchun yuqori ishlab chiqarishni va birlik narxini kamaytirishni osonlashtiradi.
Shu bilan birga, 200 mm etuk uskunalar va texnologik ekotizimlar bilan mos keladi. Infineon uni "kattaroq va samaraliroq" deb ataydi - bu erda "samaradorroq" nafaqat qurilmaning ishlashini, balki ishlab chiqarish samaradorligini oshirish va iqtisodiy samaradorlikni ham anglatadi. Xalqaro SiC materiallari yetkazib beruvchisi Coherent, shuningdek, unumdorlikni oshirish va qurilma xarajatlarini kamaytirishga yordam berishini ta'kidlaydi. Sanoat 200 mm ni o'z-o'zidan "kattaroq o'lchamlarni yaratish" uchun emas, balki SiC ni texnologiyani tekshirishdan arzonroq, kengroq miqyosda va yuqori samaradorlikli ommaviy ishlab chiqarish bosqichiga o'tkazish uchun qayta-qayta ta'kidlaydi. Biroq, shuni tan olish kerakki, 200 mm nafaqat hududga foyda keltiradi, balki yuqori ishlab chiqarish to'siqlarini ham keltiradi. Kattaroq gofret o'lchamlari nuqsonlarni nazorat qilish, qalinlikning bir xilligi, burilish darajalari, sirt sifati va keyingi epitaksial jarayon oynalariga nisbatan qattiqroq talablarni qo'yadi. Wolfspeed o'zining 200 mm tijoriylashtirish e'lonida 350 mkm yalang'och gofretlarning yaxshilangan parametr xususiyatlarini va MOSFET rentabelligi uchun 200 mm epitaksiyada yaxshilangan doping va qalinlik bir xilligi qiymatini alohida ta'kidladi. Bu shuni anglatadiki, 200 mm raqobat hosildorlik, xarajat va ishlab chiqarish qobiliyati uchun kurashdir. Kim gofret sifatini kattaroq o'lchamlarda barqaror nazorat qila olsa, rentabellikni doimiy ravishda yaxshilay olsa va birlik narxini pasaytira olsa, 200 mm sig'imni bozor ulushi va rentabellikka aylantirish uchun yaxshiroq joylashadi.
Nima uchun alumina{0}}asosidagi nozik abrazivlar?
Ushbu raqobat to'lqinida gofretni aniq qayta ishlash va sirt muhandisligining ahamiyati yana oshmoqda. Gofretlar uchun ishlov berish bosqichlari nafaqat materialni olib tashlash samaradorligiga ta'sir qiladi, balki to'g'ridan-to'g'ri sirt sifatini aniqlaydi, bu esa o'z navbatida keyingi epitaksiyaga, qurilma ishlab chiqarishga va oxir-oqibat yakuniy hosilga ta'sir qiladi. Bu qiyinchilik ayniqsa SiC uchun keskindir: u yuqori qattiqlik, yuqori mo'rtlik va kuchli kimyoviy inertlikni birlashtiradi. Ommaviy adabiyotlar uni ishlov berish qiyin{3}}material- sifatida tavsiflaydi, bunda "samarali olib tashlash va kam shikast nazorati bilan birga bo'lishi kerak". Aynan shuning uchun gofret ishlab chiqarishda silliqlash, silliqlash / abraziv qilish va CMP jarayonlari muhim bo'lib qolmoqda. Shu sababli, SiC gofretni qayta ishlashda ishlatiladigan asosiy materiallar an'anaviy yordamchi sarf materiallaridan hosildorlik va narxga ta'sir qiluvchi muhim o'zgaruvchilarga o'tishdir. Bunday qattiq va mo'rt materiallar uchun abraziv tizimlar uchun asosiy muammo har doim bo'lib kelgan: bir tomondan, olib tashlashning etarli samaradorligini ta'minlash, boshqa tomondan, sirt va er osti shikastlanishini minimallashtirish. Silikat-asosidagi tizimlarni yumshoqroq olib tashlash yondashuvi bilan solishtirganda, alumina yuqori qattiqligi va kuchli mexanik olib tashlash qobiliyatiga ega boʻlib, samaradorlikni oshirishga urgʻu berilgan SiC qoʻpol polishing, yarim pardozlash va CMP stsenariylarida koʻproq amaliy ahamiyatga ega. Ommaviy tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, SiO₂ an'anaviy integral mikrosxemalar bilan parlatishda keng qo'llanilsa-da, u ko'pincha SiC uchun etarli darajada qattiqlikdan aziyat chekadi, bu olib tashlash tezligi va ishlov berish samaradorligini cheklaydi. Al₂O₃, aksincha, mexanik olib tashlash ta'sirini kuchaytirishi mumkin va shu bilan SiC CMPda materiallarni olib tashlash tezligini oshiradi. Bundan tashqari, sanoat obʼyektlariga tashriflar chogʻida toʻplangan maʼlumotlarga asoslanib, baʼzi gofret ishlab chiqaruvchilari SiC gofretlari uchun alumina-asosidagi silliqlash/silqalash materiallarini faol ravishda qidirmoqda va sinovdan oʻtkazmoqda. Albatta, shuni e'tirof etish kerakki, 200 mm SiC ga ko'tarilishi{16}}bu imkoniyat oddiy alumina kukunlari uchun foyda keltirmaydi. Haqiqiy benefitsiarlar gofretni qayta ishlash ekotizimiga kirishi mumkin bo'lgan alumina nozik abrazivlar bo'lib, yuqori tozalik, tor zarracha hajmi taqsimoti, past aglomeratsiya, yuqori dispersiya barqarorligi va atala muvofiqligi talablariga javob beradi. Bir qadam oldinga o'tadigan bo'lsak, fabrikalar ko'pincha quruq kukunlar emas, balki abraziv tizimlar, atala formulalari va mijozning jarayon oynasida barqaror ishlashi mumkin bo'lgan to'liq qayta ishlash echimlari bo'ladi. Boshqacha qilib aytganda, sanoat nafaqat “maydalay oladigan” alyuminiy oksidi, balki alumina-asosidagi “samaradorlikni oshirib, zararni nazorat qila oladigan” aniq abraziv tizimlarga muhtoj.