Η διαφορά μεταξύ ανδρεικέλων, ερευνητικών, υποστρωμάτων SiC ποιότητας παραγωγής

Τα υποστρώματα SiC αποτελούν βασικό υλικό για την κατασκευή συσκευών ημιαγωγών τρίτης γενιάς. Η ταξινόμηση του βαθμού ποιότητάς τους πρέπει να ταιριάζει ακριβώς με τις ανάγκες των διαφορετικών σταδίων, όπως η ανάπτυξη εξοπλισμού ημιαγωγών, η επαλήθευση διαδικασίας και η μαζική παραγωγή. Η βιομηχανία κατηγοριοποιεί γενικά τα υποστρώματα SiC σε τρεις κατηγορίες: εικονικά, ερευνητικά και ποιότητα παραγωγής.  Η σαφής κατανόηση των διαφορών μεταξύ αυτών των τριών τύπων υποστρωμάτων μπορεί να βοηθήσει στην επίτευξη της βέλτιστης λύσης επιλογής υλικού για συγκεκριμένες απαιτήσεις εφαρμογής.

1. Υποστρώματα SiC ψευδούς ποιότητας

Τα εικονικά υποστρώματα SiC έχουν τις χαμηλότερες απαιτήσεις ποιότητας μεταξύ των τριών κατηγοριών. Συνήθως κατασκευάζονται με τη χρήση τμημάτων χαμηλότερης ποιότητας και στα δύο άκρα της κρυσταλλικής ράβδου και υποβάλλονται σε επεξεργασία μέσω βασικών διεργασιών λείανσης και στίλβωσης.

Η επιφάνεια της γκοφρέτας είναι τραχιά και η ακρίβεια στίλβωσης είναι ανεπαρκής. Η πυκνότητα των ελαττωμάτων τους είναι υψηλή και οι εξαρθρώσεις σπειρώματος και οι μικροσωλήνες αποτελούν σημαντικό ποσοστό. η ηλεκτρική ομοιομορφία είναι κακή και υπάρχουν εμφανείς διαφορές στην ειδική αντίσταση και την αγωγιμότητα ολόκληρου του πλακιδίου.  Ως εκ τούτου, έχουν ένα εξαιρετικό πλεονέκτημα κόστους-αποτελεσματικότητας. Η απλοποιημένη τεχνολογία επεξεργασίας καθιστά το κόστος παραγωγής τους πολύ χαμηλότερο από τα άλλα δύο υποστρώματα και μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν πολλές φορές.

Τα εικονικά υποστρώματα καρβιδίου του πυριτίου είναι κατάλληλα για σενάρια όπου δεν υπάρχουν αυστηρές απαιτήσεις για την ποιότητά τους, συμπεριλαμβανομένης της πλήρωσης χωρητικότητας κατά την εγκατάσταση εξοπλισμού ημιαγωγών, της βαθμονόμησης παραμέτρων κατά το στάδιο πριν από τη λειτουργία του εξοπλισμού, της αποσφαλμάτωσης παραμέτρων στα αρχικά στάδια της ανάπτυξης διεργασίας και της εκπαίδευσης χειριστή για τη λειτουργία του εξοπλισμού.

2. Ερευνητικά υποστρώματα SiC βαθμού

Η ποιοτική τοποθέτηση του ερευνητικού βαθμούΥποστρώματα SiCείναι μεταξύ εικονικής ποιότητας και ποιότητας παραγωγής και πρέπει να πληροί τις βασικές απαιτήσεις ηλεκτρικής απόδοσης και καθαριότητας σε σενάρια Ε&Α.

Η πυκνότητα κρυσταλλικού ελαττώματος τους είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή της ψευδούς ποιότητας, αλλά  δεν πληρούν τα πρότυπα ποιότητας παραγωγής. Μέσω βελτιστοποιημένων διαδικασιών χημικής μηχανικής στίλβωσης (CMP), η τραχύτητα της επιφάνειας μπορεί να ελεγχθεί, βελτιώνοντας σημαντικά την ομαλότητα. Διατίθενται σε αγώγιμους ή ημιμονωτικούς τύπους, παρουσιάζουν σταθερότητα ηλεκτρικής απόδοσης και ομοιομορφία σε όλη τη γκοφρέτα, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις ακρίβειας των δοκιμών Ε&Α.  Επομένως, το κόστος τους είναι μεταξύ αυτού των υποστρωμάτων ψευδούς ποιότητας και ποιότητας παραγωγής SiC.

Τα υποστρώματα SiC βαθμού έρευνας χρησιμοποιούνται σε εργαστηριακά σενάρια Ε&Α, λειτουργική επαλήθευση λύσεων σχεδιασμού τσιπ, επαλήθευση σκοπιμότητας διεργασιών μικρής κλίμακας και εκλεπτυσμένη βελτιστοποίηση των παραμέτρων διεργασίας.

είναι μεταξύ εικονικής ποιότητας και ποιότητας παραγωγής και πρέπει να πληροί τις βασικές απαιτήσεις ηλεκτρικής απόδοσης και καθαριότητας σε σενάρια Ε&Α.

Τα υποστρώματα ποιότητας παραγωγής είναι το βασικό υλικό για τη μαζική παραγωγή συσκευών ημιαγωγών. Αποτελούν την πιο ποιοτική κατηγορία, με καθαρότητα άνω του 99,9999999999% και η πυκνότητα των ελαττωμάτων τους ελέγχεται σε εξαιρετικά χαμηλό επίπεδο. 

Μετά από επεξεργασία χημικής μηχανικής στίλβωσης υψηλής ακρίβειας (CMP), η ακρίβεια διαστάσεων και η επιπεδότητα της επιφάνειας έχουν φτάσει στο επίπεδο νανομέτρων και η κρυσταλλική δομή είναι σχεδόν τέλεια. Προσφέρουν εξαιρετική ηλεκτρική ομοιομορφία, με ομοιόμορφη ειδική αντίσταση τόσο σε αγώγιμα όσο και σε ημιμονωτικά υποστρώματα. Ωστόσο, λόγω της αυστηρής επιλογής πρώτων υλών και του πολύπλοκου ελέγχου της διαδικασίας παραγωγής (για την εξασφάλιση υψηλής απόδοσης), το κόστος παραγωγής τους είναι το υψηλότερο από τους τρεις τύπους υποστρώματος. 

Τα εικονικά υποστρώματα καρβιδίου του πυριτίου είναι κατάλληλα για σενάρια όπου δεν υπάρχουν αυστηρές απαιτήσεις για την ποιότητά τους, συμπεριλαμβανομένης της πλήρωσης χωρητικότητας κατά την εγκατάσταση εξοπλισμού ημιαγωγών, της βαθμονόμησης παραμέτρων κατά το στάδιο πριν από τη λειτουργία του εξοπλισμού, της αποσφαλμάτωσης παραμέτρων στα αρχικά στάδια της ανάπτυξης διεργασίας και της εκπαίδευσης χειριστή για τη λειτουργία του εξοπλισμού.