Εφαρμογή και τάση ανάπτυξης της επιταξίας του καρβιδίου του πυριτίου.

Σε αυτό το τεύχος, εμβαθύνουμε στην εφαρμογή, τη διαδικασία προετοιμασίας, το μέγεθος της αγοράς και την τάση ανάπτυξης της επιταξίας του καρβιδίου του πυριτίου.

Η επιταξία αναφέρεται στην ανάπτυξη ενός στρώματος μονοκρυσταλλικού υλικού υψηλότερης ποιότητας στην επιφάνεια του υπόστρωμα του καρβιδίου του πυριτίου.και η ανάπτυξη ενός στρώματος επιταξίας καρβιδίου του πυριτίου στην επιφάνεια του αγωγού υποστρώματος καρβιδίου του πυριτίουΗ αύξηση του στρώματος επιταξίας του νιτρικού γαλλίου σε ημιμονωμένο υπόστρωμα SIC ονομάζεται ετεροεπιταξία.κυρίως 2 ίντσες (50 mm), 3 ίντσες (75 mm), 4 ίντσες (100 mm), 6 ίντσες (150 mm), 8 ίντσες (200 mm) και άλλες προδιαγραφές.

  Ναι.Γη epitaxy του καρβιδίου μπορεί να κατασκευάσει κάθε είδους συσκευές ισχύος, οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε οχήματα νέας ενέργειας, φωτοβολταϊκή αποθήκευση ενέργειας, αεροδιαστημικό και άλλους τομείς·Η επιταξία νιτρικού γαλλίου μπορεί να κατασκευάσει διάφορες συσκευές RF για επικοινωνία 5G, ραντάρ και άλλα πεδία.

Με την αύξηση της ζήτησης για συσκευές ισχύος από καρβίδιο του πυριτίου σε οχήματα νέας ενέργειας, φωτοβολταϊκή αποθήκευση ενέργειας και άλλες βιομηχανίες, η αγορά επιταξιακών συσκευών από καρβίδιο του πυριτίου επεκτείνεται επίσης ταχέως.Τα δεδομένα της έρευνας της βιομηχανίας δείχνουν ότι το παγκόσμιο μέγεθος της αγοράς επιταξιοειδούς καρβιδίου πυριτίου είναι 172 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ το 2020Η αναμενόμενη ετήσια αύξηση της τάξης του 32,5% 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) και 1,072 εκατ. (TECHCET) το 2023.

Από άποψη αξίας, η προστιθέμενη αξία της βιομηχανικής αλυσίδας του καρβιδίου του πυριτίου συγκεντρώνεται προς τα πάνω,και η επιταξιακή (συμπεριλαμβανομένου του υποστρώματος) έχει υψηλότερη αξία στη βιομηχανική αλυσίδα του καρβιδίου του πυριτίου.

Σύμφωνα με τα στοιχεία της CASA, το υπόστρωμα και η επιταξία, ως ο ανωτέρω κρίκος της βιομηχανικής αλυσίδας του καρβιδίου του πυριτίου, αντιπροσωπεύουν το 47% και το 23% της δομής κόστους των συσκευών ισχύος με καρβίδιο του πυριτίου, αντίστοιχα..Τα υψηλά εμπόδια παραγωγής για υψηλής ποιότητας επιταξιακά φύλλα καρβιδίου του πυριτίου, σε συνδυασμό με την ισχυρή ζήτηση προς τα κάτω για παγκόσμιες συσκευές καρβιδίου του πυριτίου,που οδηγεί σε περιορισμένη προσφορά υψηλής ποιότητας επιταξιακών φύλλων από καρβίδιο του πυριτίου, καθιστώντας σχετικά υψηλή την αξία των επιταξιακών φύλλων του καρβιδίου του πυριτίου στη βιομηχανική αλυσίδα.

Από την άποψη της σημασίας, ο κρύσταλλος του καρβιδίου του πυριτίου στην διαδικασία ανάπτυξης θα παράγει αναπόφευκτα ελαττώματα, την εισαγωγή ακαθαρσιών,με αποτέλεσμα η ποιότητα και οι επιδόσεις του υλικού υποστρώματος να μην είναι αρκετά καλέςΣήμερα, σχεδόν όλες οι συσκευές χρησιμοποιούνται για την επιταξία.Έτσι η ποιότητα της επιταξίας έχει αποφασιστική επίδραση στις επιδόσεις της συσκευής., και η ποιότητα της επιταξίας επηρεάζεται από την επεξεργασία των κρυστάλλων και των υπόστρωτων, η επιταξία βρίσκεται στο κέντρο μιας βιομηχανίας, διαδραματίζει βασικό ρόλο.

  Από τη μία πλευρά, η ποιότητα του επιταξιακού φύλλου καρβιδίου του πυριτίου επηρεάζεται από το πάχος και τη συγκέντρωση ντόπινγκ των βασικών παραμέτρων.Οι απαιτήσεις για τις επιταξιακές παραμέτρους εξαρτώνται από τον σχεδιασμό της συσκευής.Όσο μεγαλύτερο είναι το εξωτερικό πάχος (όσο μεγαλύτερη είναι η δυσκολία), τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση που μπορεί να αντέξει.γενικά 100V τάση χρειάζεται 1μm πάχος επιταξία, 600V χρειάζεται 6μm, 1200-1700V χρειάζεται 10-15μm, 15000V χρειάζεται εκατοντάδες μικρών (περίπου 150μm).

Από την άλλη πλευρά, ο έλεγχος των εpiιταξιακών ελαττωμάτων SIC είναι το κλειδί για την κατασκευή συσκευών υψηλών επιδόσεων,και τα ελαττώματα θα επηρεάσουν σοβαρά την απόδοση και την αξιοπιστία των συσκευών ισχύος SICΤα επιταξιακά ελαττώματα περιλαμβάνουν κυρίως: ελαττώματα υποστρώματος, όπως μικροσωλήνες, διεισδυτική εκτόνωση βίδες TSD, διεισδυτική εκτόνωση άκρου TED, εκτόνωση επίπεδο βάσης BPD, κλπ.Εξέλιξη που προκαλείται από επιταξιακή ανάπτυξη· Μακροελαττώματα, όπως ελαττώματα τριγώνου, ελαττώματα καρότου/κομήτη, ρηχούς λάκκους, αυξανόμενα ελαττώματα στοίβασης, πτώση αντικειμένων κλπ.Το TSD και το TED ουσιαστικά δεν επηρεάζουν τις επιδόσεις της τελικής συσκευής καρβιδίου του πυριτίουΜόλις εμφανιστούν μακροσκοπικά ελαττώματα στην συσκευή, η συσκευή θα αποτύχει να δοκιμαστεί, με αποτέλεσμα χαμηλότερη απόδοση.

  Επί του παρόντος, οι μέθοδοι προετοιμασίας της επιταξίας SiC περιλαμβάνουν κυρίως: χημική εναπόθεση ατμού (CVD), μοριακή επιταξία (MBE), επιταξία υγρής φάσης (LPE), παλμική εναπόθεση λέιζερ και υπολίμανση (PLD).

Σε σύγκριση με τις τρεις μεθόδους παρασκευής, αν και η ποιότητα επιταξίας του καρβιδίου του πυριτίου που παρασκευάζεται με τη μέθοδο MBE και τη μέθοδο LPE είναι καλύτερη,Ο ρυθμός ανάπτυξης είναι πολύ αργός για να καλύψει τις ανάγκες της εκβιομηχάνισης, και ο ρυθμός ανάπτυξης CVD είναι υψηλότερος, η ποιότητα επιταξίας είναι επίσης σύμφωνη με τις απαιτήσεις, και το σύστημα CVD είναι σχετικά απλό και εύκολο στη λειτουργία, και το κόστος είναι χαμηλότερο.Η χημική εναπόθεση ατμών (CVD) είναι η πιο δημοφιλής μέθοδος επιταξίας 4H-SiC επί του παρόντοςΤο πλεονέκτημα του είναι ότι η ροή της πηγής αερίου, η θερμοκρασία του θαλάμου αντίδρασης και η πίεση μπορούν να ελεγχθούν αποτελεσματικά κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάπτυξης, γεγονός που μειώνει σημαντικά την επιτακτική διαδικασία CVD.

Συνοπτική: Με τη βελτίωση του επιπέδου τάσης της συσκευής, το πάχος του επιταξιακού ορίου έχει αναπτυχθεί από λίγα μικρομετρικά στο παρελθόν σε δεκάδες ή ακόμη και εκατοντάδες μικρομετρικά.Οι εγχώριες επιχειρήσεις έχουν σταδιακά αυξήσει την ποσότητα 6 ιντσών του καρβιδίου του πυριτίου αύξηση επιταξίας, και άρχισε να επεκτείνεται στην έρευνα και την ανάπτυξη και την παραγωγή του 8 ιντσών epitaxy, αλλά δεν υπάρχει μεγάλης κλίμακας ικανότητα εφοδιασμού.Η εγχώρια επιταγή του καρβιδίου του πυριτίου μπορεί βασικά να καλύψει την ζήτησηΣε σύγκριση με το 6 ιντσών, 8 ιντσών καρβίδιο του πυριτίου η απώλεια επισημικής άκρης είναι μικρότερη, η διαθέσιμη περιοχή είναι μεγαλύτερη,και μπορεί να αυξήσει την παραγωγική ικανότητα, και το κόστος αναμένεται να μειωθεί κατά περισσότερο από 60% στο μέλλον μέσω της βελτίωσης της παραγωγής και των οικονομιών κλίμακας.