Anwendungs- und Entwicklungstrend der Siliziumkarbid-Epitaxie.

In dieser Ausgabe gehen wir auf die Anwendung, den Vorbereitungsprozess, die Marktgröße und den Entwicklungstrend der Siliziumkarbid-Epitaxie ein.

Epitaxie bezieht sich auf das Wachstum einer Schicht aus hochwertigerem Einkristallmaterial auf der Oberfläche des Siliziumkarbidsubstrats.und das Wachstum einer Schicht aus Siliziumcarbid-Epitaxie auf der Oberfläche des leitfähigen Siliziumcarbid-SubstratsDas Wachstum der Galliumnitrid-Epitaxieschicht auf einem halbisolierten SIC-Substrat wird als Heteroepitaxie bezeichnet.mit einer Breite von mehr als 50 mm, 3 Zoll (75mm), 4 Zoll (100mm), 6 Zoll (150mm), 8 Zoll (200mm) und andere Spezifikationen.

  - Ja.CDie Kohle-Epitaxy kann alle Arten von Antriebsgeräten herstellen, die in neuen Energiefahrzeugen, in der Photovoltaik, in der Luftfahrt und in anderen Bereichen eingesetzt werden können.Galliumnitrid-Epitaxy kann verschiedene HF-Geräte für 5G-Kommunikation herstellen, Radar und andere Felder.

Mit dem Wachstum der Nachfrage nach Siliziumkarbid-Stromgeräten in neuen Energiefahrzeugen, Photovoltaik-Energiespeichern und anderen Branchen expandiert auch der Markt für Siliziumkarbid-Epitaxialprodukte rasant.Die Daten der Industrieforschung zeigen, dass die globale Marktgröße für Siliziumkarbid-Epitaxial in 2020 172 Milliarden US-Dollar beträgt, und wird bis 2027 voraussichtlich 1,233 Mrd. US-Dollar erreichen. the market research company Y0LE and TECHCET released silicon carbide wafer materials report shows that the global equivalent 6-inch silicon carbide epitaxial wafer market size is expected to reach about 800Im Jahr 2023 werden insgesamt rund 1 072 Mio. EUR (YOLE) und 1 072 Mio. EUR (TECHCET) ausgezahlt.

Aus Wertschöpfungsschwerpunkt ist der Mehrwert der Siliciumkarbid-Industrie-Kette vorgeladen konzentriert.und das epitaxiale Material (einschließlich Substrat) hat einen höheren Wert in der Siliziumkarbidindustrie.

Nach CASA-Daten entfallen auf Substrat und Epitaxy als Vor-Stream-Verbindung der Siliziumkarbid-Industrie-Kette 47% bzw. 23% der Kostenstruktur von Siliziumkarbid-Stromgeräten..hohe Produktionsbarrieren für hochwertige Silikoncarbid-Epitaxialbleche, gepaart mit einer starken nachgelagerten Nachfrage nach globalen Silikoncarbid-Geräten,Dies führt zu einer knappen Versorgung mit hochwertigen Silikoncarbid-Epitaxialblechen, so daß der Wert von Silikoncarbid-Epitaxialblechen in der Industriekette relativ hoch ist.

Aus der Sicht der Bedeutung wird der Siliziumkarbidkristall im Wachstumsprozess unweigerlich Defekte erzeugen, die Einführung von Verunreinigungen,die Qualität und Leistung des Substratmaterials sind nicht ausreichendDie Anlage ist in der Lage, ein paar Defekte im Substrat zu beseitigen, so dass das Gitter ordentlich angeordnet ist.Die Qualität der Epitaxie hat also einen entscheidenden Einfluss auf die Leistung des Geräts., und die Epitaxiegüte wird durch die Kristall- und Substratverarbeitung beeinflusst, spielt die Epitaxiegüte eine Schlüsselrolle.

  Zum einen wird die Qualität der Silikoncarbid-Epitaxialfolie durch die Dicke und Dopingkonzentration der wichtigsten Parameter beeinflusst.Die Anforderungen an die epitaxialen Parameter hängen von der Konstruktion des Geräts ab., und die epitaxialen Parameter sind je nach Spannungsniveau des Geräts unterschiedlich. Je größer die Außendicke (je schwieriger), desto höher kann die Spannung standhalten,Generell benötigt eine Spannung von 100 V eine 1 μm dicke Epitaxie., 600V benötigt 6μm, 1200-1700V benötigt 10-15μm, 15000V benötigt Hunderte von Mikrometern (ca. 150μm).

Auf der anderen Seite ist die Kontrolle von SIC-Epitaxialfehlern der Schlüssel zur Herstellung leistungsfähiger Geräte.und Mängel die Leistung und Zuverlässigkeit der SIC-Leistungseinrichtungen ernsthaft beeinträchtigenDie epitaxialen Defekte umfassen hauptsächlich: Substratdefekte, wie Mikrotubule, durchdringende Schraubverzerrung TSD, durchdringende Randverzerrung TED, Grundflächenverzerrung BPD usw.Ausrutschung durch epitaxial Wachstum verursacht■ Makrofehler, wie etwa Dreiecksfehler, Karottenfehler/Kometenfehler, flache Gruben, wachsende Stapelfehler, fallende Gegenstände usw.TSD und TED beeinflussen grundsätzlich nicht die Leistung des endgültigen SiliziumkarbidgerätsWenn Makroskopische Defekte auf dem Gerät erscheinen, wird das Gerät nicht getestet, was zu einer geringeren Ausbeute führt.

  Derzeit sind die Herstellungsmethoden der SiC-Epitaxie hauptsächlich folgende: chemische Dampfdeposition (CVD), molekulare Epitaxie (MBE), flüssige Phase-Epitaxie (LPE), pulsierte Laserdeposition und Sublimation (PLD).

Im Vergleich zu den drei Zubereitungsmethoden ist zwar die Epitaxiegehalt von Siliziumcarbid, das mit der MBE- und der LPE-Methode hergestellt wird, besser,Die Wachstumsrate ist zu langsam, um den Bedürfnissen der Industrialisierung gerecht zu werden., und die Wachstumsrate von CVD ist höher, die Epitaxiegüte entspricht auch den Anforderungen, und das CVD-System ist relativ einfach und einfach zu bedienen und die Kosten sind niedriger.Die chemische Dampfdeposition (CVD) ist derzeit die beliebteste 4H-SiC-EpitaxiemethodeDer Vorteil besteht darin, daß der Gasfluss, die Reaktionskammertemperatur und der Druck während des Wachstumsprozesses wirksam kontrolliert werden können, was den epitaxialen CVD-Prozess erheblich reduziert.

Zusammenfassung: Mit der Verbesserung des Spannungsniveaus des Geräts hat sich die Epitaxialdicke von früheren wenigen Mikrometern auf Zehntausende oder sogar Hunderte von Mikrometern erhöht.Inländische Unternehmen haben allmählich erhöht die Menge der 6-Zoll Siliziumkarbid-Epitaxy-Wachstum, und begann, sich auf die Forschung und Entwicklung und Produktion von 8-Zoll-Epitaxy zu erstrecken, aber es gibt keine groß angelegte Lieferkapazität.Inländische Siliziumkarbid-Epitaxie kann grundsätzlich die Nachfrage erfüllenVerglichen mit dem 6-Zoll-, 8-Zoll-Silikonkarbid-Epitaxial-Kantenverlust ist der verfügbare Bereich kleiner,und kann die Produktionskapazität erhöhen, und die Kosten sollen in Zukunft durch die Verbesserung der Produktion und Größenvorteile um mehr als 60% gesenkt werden.