Pris för kiselkarbidskivor

Wafers och substrat av kiselkarbid (SiC) är specialiserade material som används inom halvledarteknik och som spelar en viktig roll för att skapa högpresterande kraftelektroniska enheter som förbättrar energieffektiviteten samtidigt som prestanda och systemets livslängd maximeras.

SiC kräver avancerad utrustning för sin produktion, med låga utbyten. Eftersom produktionsuppskattningar baserade på nominell kapacitet inte tar hänsyn till avkastningsförluster och kan överskatta utbudet, måste avkastningsförluster också tas med i beräkningar av uppskattningar av utbud och efterfrågan.

Hårdhet

Kiselkarbidskivor rankas som nummer två efter diamant på Mohs-skalan när det gäller hårdhet. Detta gör att den tål extrema temperaturer, vilket gör den lämplig för användning i elektroniska enheter med hög effekt och förhöjda spänningar eller frekvenser. Dessutom har kiselkarbid ett bredare bandgap än vanligt kisel, vilket ger extra motståndskraft mot elektrisk nedbrytning.

Mikroelektronik är starkt beroende av kislets hårdhet för att effektivt kunna etsa, polera och dopa utan att skada, vilket är särskilt viktigt för MEMS (mikroelektromekaniska system) som kräver snäva toleranser på rörliga delar i mikrometerstorlek. Linser är också beroende av kislets motståndskraft för att klara upprepade poleringsprocesser utan att drabbas av betydande slitage.

Avancerade testmetoder avslöjar kislets hårdhetsgränser, vilket gör det möjligt för ingenjörer att optimera material för att uppfylla prestandamål. En teknik korrelerar repbredd och djup med intrycksbelastning för att identifiera en imploderande eller sprickande tröskel under vilken materialet fallerar; en annan analyserade pulsmönster för frigjord energi för att lokalisera brytpunkter.

Ingenjörer använder dessa tester för att optimera kiselkarbid för användning i olika enheter, från kraftelektronik i elfordon och industriella motordrifter till infrastruktur för trådlös 5G-kommunikation med högre frekvens. Cree Wolfspeed, en ledande leverantör av SiC-baserade halvledare och galliumnitrid (GaN), använder sin teknik för att utveckla högeffektiva kraftaggregat som kommer att driva fram en ny avancerad era av högpresterande teknik.

Termisk konduktivitet

Kiselkarbid är ett tredimensionellt nätverk som består av kisel- och kolatomer som är bundna till varandra på ett oreducerbart starkt sätt, vilket ger höga elektriska fält, brett bandgap och utmärkt värmeledningsförmåga för energieffektiva enheter. Dessutom gör den snabba värmeavledningen jämfört med konventionella halvledare att kiselkarbid är idealisk för tillverkning av effektiva enheter som sparar både pengar och resurser.

Kiselkarbidskivor är ett idealiskt val för kraftelektronikapplikationer där höghastighetsväxling genererar enorm värme, tack vare deras låga värmeutvidgningskoefficient och motståndskraft mot termisk chock orsakad av snabba temperaturförändringar. Dessutom gör deras motståndskraft mot snabba temperatursvängningar kiselkarbidskivor till ett exceptionellt val.

Efterfrågan på SiC-wafers har stadigt ökat i takt med utvecklingen av 5G-infrastruktur och ökad användning av elfordon, men tillverkarna måste komma ihåg att produktionsutbytet kan minska när produktionen sker enligt strikta kvalitetsstandarder. För att förhindra att brist uppstår måste tillverkarna noga övervaka utbytesnivåerna för att säkerställa att deras processer fungerar effektivt.

Tillverkare använder avancerade karakteriseringstekniker som röntgentopografi och fotoluminiscensmappning för att öka utbytet, till exempel genom att identifiera defekter genom analys. Med denna information i handen kan de justera sin tillverkningsprocess och producera wafers av högre kvalitet. Dessutom är det viktigt att förstå de faktorer som påverkar utbytesgraden för att kunna göra korrekta prognoser för utbuds- och efterfrågetrender.

Hög motståndskraft mot termisk chock

Kiselkarbidens kombination av seghet och styrka gör det till ett utmärkt materialval för applikationer som kräver höga temperaturer eller spänningar, t.ex. elektroniska enheter som används i elfordon eller 5G-infrastrukturutveckling. Statliga program eller lagar som främjar miljövänlig teknik kan bidra till att stimulera marknadsexpansionen ytterligare för detta material.

Kiselkarbidens unika kristallstruktur, som innehåller bindningar mellan koltetraeder och kiselatomer, förklarar dess anmärkningsvärda kemiska och mekaniska egenskaper, t.ex. dess osårbarhet mot syror och alkalier och dess förmåga att motstå temperaturer upp till 1600oC utan att angripas av värme eller syror. Dessutom har kiselkarbid utmärkt värmeledningsförmåga, låg expansionskoefficient och stöttåliga egenskaper som gör den lämplig för många industriella användningsområden.

Performance SiC är ett idealiskt materialval för många tillämpningar inom halvledartillverkning, t.ex. wafers, kammare och susceptorer, sputtermål och elektroder. Med låg resistans och överlägsen hållbarhet bidrar det till att förbättra värmens jämnhet, minska kontamineringsnivåerna och förlänga utrustningens livslängd.

Att hitta en pålitlig leverantör av kiselkarbidskivor kräver omfattande forskning om branschcertifieringar, kundrecensioner, produktionsförmåga och kvalitetsstandarder. En välrenommerad leverantör kan se till att du maximerar värdet av din investering; kontakta Morgan Advanced Materials idag och lär dig mer om hur vår CVD-process (Chemical Vapor Deposition) ger överlägsen kiselkarbid för att minska kostnaderna, öka avkastningen och förlänga verktygens livslängd.

Hög tillförlitlighet

Wafers och substrat av kiselkarbid används i många elektroniska apparater, t.ex. effektdioder, MOSFETs, högeffekts mikrovågsenheter och RF-transistorer för energiomvandling och -hantering. Dessutom används de i sensorer för gas/kemi samt inom avancerade forskningsområden som kvantdatorer och högfrekvent kommunikation.

Kiselkarbidwafers tillförlitlighet beror på många faktorer, bland annat materialets renhet och konsistens samt kvalitetskontroll och processer för att minska antalet defekter som implementeras under hela produktionen. Pulverleverantörer har inte råd med veckor av arbete för att producera undermåliga produkter; kristallodlare måste undvika att producera defekta wafers som kan användas i kritiska applikationer som elfordon (EV) och flyg; halvledartillverkare kan inte riskera att förlora värdefulla waferleveranser under monteringsprocesser - vilket gör att teknik för defektreduktion är mycket oumbärlig i denna bransch.

Dessa tekniker omfattar alla produktionssteg från råmaterial till färdig produkt:

Inte bara substrat och epitaxialskikt måste uppfylla stränga kvalitetskrav, utan strategier för att minska antalet defekter måste också användas under tillverknings-, skivnings-, polerings- och ytbehandlingsprocesserna. Med större waferdiametrar på 150 mm och 200 mm som tillverkarna har tillgång till idag, kan de på ett mer effektivt sätt dra nytta av sådana tekniker för att förbättra enheternas prestanda.

Även om en imponerande ökning av produktionskapaciteten för 6-tums kiselkarbidwafers väntas, kan dynamiken i utbud och efterfrågan vara komplex. Den nominella kapaciteten inkluderar inte tillverkningsförluster; om man bara övervakar aviserade uppstarter kan man överskatta tillgången på enheter i mer avkastningskänsliga segment (t.ex. MOSFET:er för fordonsindustrin).