Ricerca sulla tecnologia del vettore di wafer SIC

SIC Wafer Carrier, In quanto consumabili chiave nella catena dell'industria dei semiconduttori di terza generazione, le loro caratteristiche tecniche influiscono direttamente sulla resa della crescita epitassiale e della produzione di dispositivi. Con l'aumento della domanda di dispositivi ad alta tensione e ad alta temperatura in settori come stazioni base 5G e nuovi veicoli energetici, la ricerca e l'applicazione dei portatori di wafer SIC stanno affrontando opportunità di sviluppo significative.

Nel campo della produzione di semiconduttori, i portatori di wafer in carburo di silicio intraprendono principalmente l'importante funzione di trasporto e trasmissione di wafer nelle apparecchiature epitassiali. Rispetto ai tradizionali vettori di quarzo, i vettori SIC mostrano tre vantaggi fondamentali: in primo luogo, il loro coefficiente di espansione termica (4.0 × 10^-6/℃) è altamente abbinato a quello dei wafer SIC (4.2 × 10^-6/℃), riducendo efficacemente lo stress termico negli alti processi di temperatura; In secondo luogo, la purezza dei vettori SIC di alta purezza preparati con il metodo della deposizione di vapore chimico (CVD) può raggiungere il 99,9995%, evitando il problema di contaminazione da ioni di sodio comune dei portatori di quarzo. Inoltre, il punto di fusione del materiale SIC a 2830 ℃ gli consente di adattarsi all'ambiente di lavoro a lungo termine superiore a 1600 ℃ nelle apparecchiature MOCVD.

Al momento, i prodotti tradizionali adottano una specifica da 6 pollici, con uno spessore controllato nell'intervallo di 20-30 mm e un requisito di rugosità superficiale inferiore a 0,5 μm. Per migliorare l'uniformità epitassiale, i principali produttori costruiscono specifiche strutture topologiche sulla superficie del vettore attraverso la lavorazione a CNC. Ad esempio, il design della scanalatura a forma di nido d'ape sviluppato da Semiceri può controllare la fluttuazione dello spessore dello strato epitassiale entro ± 3%. In termini di tecnologia di rivestimento, il rivestimento composito TAC/TASI2 può prolungare la durata del vettore a oltre 800 volte, che è tre volte più lungo di quella del prodotto non coperto.

A livello di applicazione industriale, i vettori SIC hanno gradualmente permeato l'intero processo di produzione dei dispositivi di alimentazione in carburo di silicio. Nella produzione di diodi SBD, l'uso di vettori SIC può ridurre la densità di difetto epitassiale a meno di 0,5 cm ². Per i dispositivi MOSFET, la loro eccellente uniformità della temperatura aiuta ad aumentare la mobilità del canale dal 15% al ​​20%. Secondo le statistiche del settore, le dimensioni del mercato globale del portatore SIC hanno superato i 230 milioni di dollari nel 2024, con un tasso di crescita annuale composto mantenuto a circa il 28%.

Tuttavia, esistono ancora colli di bottiglia tecnici. Il controllo della guerra dei vettori di grandi dimensioni rimane una sfida: la tolleranza alla piattaforma dei vettori da 8 pollici deve essere compressa entro 50 μm. Al momento, Semicera è una delle poche aziende nazionali in grado di controllare la deformazione. Le imprese domestiche come Tianke HEDA hanno raggiunto la produzione di massa di vettori da 6 pollici. Semicera sta attualmente assistendo Tianke Heda a personalizzare i vettori SIC per loro. Al momento, ha contattato i giganti internazionali in termini di processi di rivestimento e controllo dei difetti. In futuro, con la maturità della tecnologia eteroepitaxy, i vettori dedicati per le applicazioni GAN-on-SIC diventeranno una nuova direzione di ricerca e sviluppo.