Цахиурын карбид (SiC) нь үндэсний батлан хамгаалах чухал технологи төдийгүй дэлхийн автомашин, эрчим хүчний салбарын гол материал юм. SiC дан талст боловсруулалтын эхний чухал алхам болох өрмөнцөр зүсэх нь дараагийн сийрэгжүүлэх, өнгөлөх чанарыг шууд тодорхойлдог. Уламжлалт зүсэх аргууд нь ихэвчлэн гадаргын болон гүний хагарлыг бий болгож, хавтанцар эвдрэх, үйлдвэрлэлийн зардлыг нэмэгдүүлдэг. Тиймээс гадаргуугийн хагарлын эвдрэлийг хянах нь SiC төхөөрөмжийн үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэхэд амин чухал юм.
Одоогийн байдлаар SiC ембүү зүсэх нь хоёр том сорилттой тулгарч байна.
- Уламжлалт олон утастай хөрөөдөхөд материалын өндөр алдагдал:SiC-ийн хэт хатуулаг, хэврэг шинж чанар нь зүсэх, нунтаглах, өнгөлөх явцад эвдэрч, хагардаг. Infineon-ын мэдээллээс үзэхэд уламжлалт поршений алмаз-давирхайгаар холбосон олон утастай хөрөөдөх нь зүсэлт хийхэд ердөө 50% материалын зарцуулалтад хүрдэг бөгөөд өнгөлгөөний дараа нэг хавтангийн нийт алдагдал ~250 μм хүрч, ашиглахад хамгийн бага материал үлдээдэг.
- Үр ашиг багатай, үйлдвэрлэлийн урт мөчлөг:Олон улсын үйлдвэрлэлийн статистик мэдээллээс үзэхэд 24 цагийн тасралтгүй олон утастай хөрөөдөх аргаар 10,000 ширхэг хавтан үйлдвэрлэхэд ~273 хоног зарцуулдаг. Энэ арга нь гадаргуугийн тэгш бус байдал, бохирдол (тоос, бохир ус) үүсгэхийн зэрэгцээ өргөн хүрээний тоног төхөөрөмж, хэрэглээний материал шаарддаг.
Эдгээр асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд Нанжингийн их сургуулийн профессор Сиу Сянчяний баг согогийг багасгаж, бүтээмжийг нэмэгдүүлэхийн тулд хэт хурдан лазерын технологийг ашиглан SiC-д зориулсан өндөр нарийвчлалтай лазер зүсэх төхөөрөмжийг бүтээжээ. 20 мм-ийн SiC ембүүгийн хувьд энэ технологи нь уламжлалт утсан хөрөөдөхтэй харьцуулахад өрмөнцөрийн гарцыг хоёр дахин нэмэгдүүлдэг. Нэмж дурдахад, лазераар зүссэн хавтан нь дээд зэргийн геометрийн жигд байдлыг харуулдаг тул зузааныг 200 μм хүртэл бууруулж, гарцыг нэмэгдүүлнэ.
Гол давуу талууд:
- 4-6 инчийн хагас тусгаарлагч SiC өрөм, 6 инчийн дамжуулагч SiC ембүү зүсэхийг баталгаажуулсан томоохон хэмжээний туршилтын тоног төхөөрөмжийн судалгаа, боловсруулалтыг хийж дуусгасан.
- 8 инчийн ембүү зүсэлтийг баталгаажуулж байна.
- Зүсэх хугацааг мэдэгдэхүйц богиносгож, жилийн гарцыг нэмэгдүүлж, ургацыг >50% сайжруулна.
4H-N төрлийн XKH-ийн SiC субстрат
Зах зээлийн боломж:
Энэхүү тоног төхөөрөмж нь одоогоор өндөр өртөгтэй, экспортын хязгаарлалттай Японы импорт давамгайлж байгаа 8 инчийн SiC ембүү зүсэх үндсэн шийдэл болох төлөвтэй байна. Лазер зүсэх/сийрэгжүүлэх төхөөрөмжийн дотоодын эрэлт 1000 ширхэгээс давсан ч Хятадад үйлдвэрлэсэн өөр хувилбар байхгүй. Нанжингийн их сургуулийн технологи нь зах зээлийн асар их үнэ цэнэ, эдийн засгийн чадамжтай.
Олон материалын нийцтэй байдал:
SiC-ээс гадна уг төхөөрөмж нь галлийн нитрид (GaN), хөнгөн цагаан исэл (Al₂O₃), алмаазыг лазераар боловсруулахад дэмжлэг үзүүлж, үйлдвэрлэлийн хэрэглээг өргөжүүлдэг.
Энэхүү шинэлэг зүйл нь SiC хавтан боловсруулахад хувьсгал хийснээр хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн чухал саад бэрхшээлийг арилгахын зэрэгцээ өндөр хүчин чадалтай, эрчим хүчний хэмнэлттэй материалын дэлхийн чиг хандлагад нийцэх болно.
Дүгнэлт
Цахиурын карбидын (SiC) субстратын үйлдвэрлэлийн салбарт тэргүүлэгчийн хувьд XKH нь өндөр өсөлттэй тээврийн хэрэгсэл (NEV, гэрэл зургийн эрчим хүч, эрчим хүч гэх мэт) салбарт тохирсон 2-12 инчийн бүрэн хэмжээний SiC субстратыг (4H-N/SEMI-төрөл, 4H/6H/3C-төрөл орно) хангах чиглэлээр мэргэшсэн. 5G харилцаа холбоо. Том хэмжээст өрөмийг алдагдал багатай зүсэх технологи, өндөр нарийвчлалтай боловсруулах технологийг ашиглан бид 8 инчийн субстратыг олноор үйлдвэрлэж, 12 инчийн дамжуулагч SiC болор өсөлтийн технологид нээлт хийж, нэгж чипийн зардлыг мэдэгдэхүйц бууруулсан. Цаашид бид 12 инчийн субстратын өгөөжийг дэлхийн хэмжээнд өрсөлдөхүйц түвшинд хүргэхийн тулд ембүү түвшний лазер зүсэх болон стрессийг хянах ухаалаг үйл явцыг үргэлжлүүлэн сайжруулж, дотоодын SiC үйлдвэрлэлийг олон улсын монополь байдлыг эвдэж, автомашины зэрэглэлийн серверийн чип, хиймэл оюун ухаан зэрэг өндөр зэрэглэлийн домэйн дэх өргөтгөх боломжтой програмуудыг хурдасгах болно.
4H-N төрлийн XKH-ийн SiC субстрат
Шуудангийн цаг: 2025 оны 8-р сарын 15-ны хооронд