Investigación sobre tecnología de operadores de obleas SIC

Portadores de obleas de sic, Como consumibles clave en la cadena de la industria de semiconductores de tercera generación, sus características técnicas afectan directamente el rendimiento del crecimiento epitaxial y la fabricación de dispositivos. Con la creciente demanda de dispositivos de alto voltaje y alta temperatura en industrias como estaciones base 5G y nuevos vehículos de energía, la investigación y la aplicación de los transportistas de obleas SIC ahora enfrentan importantes oportunidades de desarrollo.

En el campo de la fabricación de semiconductores, los portadores de obleas de carburo de silicio emprenden principalmente la importante función de transportar y transmitir obleas en equipos epitaxiales. En comparación con los portadores de cuarzo tradicionales, los portadores de SIC exhiben tres ventajas básicas: en primer lugar, su coeficiente de expansión térmica (4.0 × 10^-6/℃) se combina altamente con el de las obleas SIC (4.2 × 10^-6/℃), reduciendo efectivamente el estrés térmico en los procesos de temperatura alta; En segundo lugar, la pureza de los portadores SIC de alta pureza preparados por el método de deposición de vapor químico (CVD) puede alcanzar el 99.9995%, evitando el problema común de contaminación de iones de sodio de los portadores de cuarzo. Además, el punto de fusión del material SIC a 2830 ℃ le permite adaptarse al entorno de trabajo a largo plazo por encima de 1600 ℃ en equipos MOCVD.

En la actualidad, los productos principales adoptan una especificación de 6 pulgadas, con un grosor controlado dentro del rango de 20-30 mm y un requisito de rugosidad de la superficie de menos de 0.5 μm. Para mejorar la uniformidad epitaxial, los fabricantes líderes construyen estructuras topológicas específicas en la superficie del portador a través del mecanizado CNC. Por ejemplo, el diseño de ranura en forma de panal desarrollado por semiceri puede controlar la fluctuación de grosor de la capa epitaxial dentro de ± 3%. En términos de tecnología de recubrimiento, el recubrimiento compuesto TAC/TASI2 puede extender la vida útil del transportista a más de 800 veces, que es tres veces más larga que la del producto no recubierto.

En el nivel de aplicación industrial, los transportistas SIC han impregnado gradualmente todo el proceso de fabricación de dispositivos de energía de carburo de silicio. En la producción de diodos SBD, el uso de portadores SIC puede reducir la densidad de defectos epitaxiales a menos de 0.5 cm ². Para los dispositivos MOSFET, su excelente uniformidad de temperatura ayuda a aumentar la movilidad del canal en un 15% a 20%. Según las estadísticas de la industria, el tamaño del mercado global de operadores SIC superó los 230 millones de dólares estadounidenses en 2024, con una tasa de crecimiento anual compuesta mantenida en alrededor del 28%.

Sin embargo, todavía existen cuellos de botella técnicos. El control de la deformación de los portadores de gran tamaño sigue siendo un desafío: la tolerancia a la planitud de los portadores de 8 pulgadas debe comprimirse dentro de 50 μm. En la actualidad, Semicera es una de las pocas compañías nacionales que puede controlar la deformación. Las empresas nacionales como Tianke Heda han logrado la producción en masa de portadores de 6 pulgadas. Semicera actualmente está ayudando a Tianke Heda a personalizar los operadores de SIC para ellos. En la actualidad, se ha acercado a los gigantes internacionales en términos de procesos de recubrimiento y control de defectos. En el futuro, con la madurez de la tecnología de heteroepitaxia, los operadores dedicados para aplicaciones GaN-on-SiC se convertirán en una nueva dirección de investigación y desarrollo.