Dificultad para preparar sustratos de SiC.

Dificultad en el control de la temperatura en el campo:El crecimiento de la varilla de cristal de Si solo requiere 1500 ℃, mientras quevarilla de cristal de SiCnecesita crecer a una temperatura alta de más de 2000 ℃, y hay más de 250 isómeros de SiC, pero se utiliza la estructura monocristalina principal de 4H-SiC utilizada para fabricar dispositivos de energía. Si no se controla con precisión se obtendrán otras estructuras cristalinas. Además, el gradiente de temperatura en el crisol determina la tasa de transmisión de sublimación de SiC y la disposición y modo de crecimiento de los átomos gaseosos en la interfaz cristalina, lo que a su vez afecta la tasa de crecimiento y la calidad del cristal. Por lo tanto, es necesario desarrollar una tecnología sistemática de control de temperatura en el campo.

Crecimiento lento de cristales:La tasa de crecimiento de las varillas de cristal de silicio puede alcanzar 30-150 mm/h, y solo se necesita alrededor de 1 día para producir varillas de cristal de silicio de 1 a 3 m; mientras que la tasa de crecimiento de las varillas de cristal de SiC, tomando como ejemplo el método PVT, es de aproximadamente 0,2-0,4 mm/h, y tarda 7 días en crecer menos de 3-6 cm. La tasa de crecimiento de los cristales es inferior al uno por ciento de la de los materiales de silicio y la capacidad de producción es extremadamente limitada.

Altos requisitos para buenos parámetros del producto y bajo rendimiento:Los parámetros centrales desustratos de SiCincluyen densidad de microtubos, densidad de dislocación, resistividad, alabeo, rugosidad de la superficie, etc. Es una ingeniería de sistema compleja para organizar los átomos de manera ordenada y completar el crecimiento de los cristales en una cámara cerrada de alta temperatura mientras se controlan los indicadores de parámetros.

El material es duro y quebradizo, el corte lleva mucho tiempo y presenta un gran desgaste:La dureza Mohs del SiC es superada sólo por el diamante, lo que aumenta significativamente la dificultad de su corte, esmerilado y pulido. Se necesitan unas 120 horas para cortar un lingote de 3 cm de grosor en 35-40 trozos. Además, debido a la alta fragilidad del SiC, el procesamiento del chip también se desgastará más y la relación de salida es solo de aproximadamente el 60%.

En la actualidad, la tendencia más importante en el desarrollo de sustratos es ampliar el diámetro. La línea de producción en masa de 6 pulgadas en el mercado mundial de SiC está madurando y empresas líderes han ingresado al mercado de 8 pulgadas.