Forskellen mellem dummy, forskning, produktionskvalitet SiC-substrater

SiC-substrater er et kernemateriale til fremstilling af tredje generation af halvlederenheder. Deres kvalitetsklassificering skal præcist matche behovene i forskellige stadier, såsom udvikling af halvlederudstyr, procesverifikation og masseproduktion. Industrien kategoriserer generelt SiC-substrater i tre kategorier: dummy, forskning og produktionskvalitet.  En klar forståelse af forskellene mellem disse tre typer underlag kan hjælpe med at opnå den optimale materialevalgsløsning til specifikke anvendelseskrav.

1. Dummy-grade SiC-substrater

Dummy-grade SiC-substrater har de laveste kvalitetskrav blandt de tre kategorier. De fremstilles normalt ved at bruge segmenter af lavere kvalitet i begge ender af krystalstangen og behandles gennem grundlæggende slibe- og poleringsprocesser.

Denne type SiC-substrat er velegnet til storskala fremstilling af halvlederenheder til endelig forsendelse, herunder masseproduktion af SiC MOSFET'er og Schottky-barrieredioder (SBD'er), fremstilling af GaN-on-SiC RF- og mikrobølgeenheder og industriel produktion af avancerede enheder såsom avanceret sensorer og quantum-udstyr.

Dummy-grade siliciumcarbidsubstrater er velegnede til scenarier, hvor der ikke er strenge krav til deres kvalitet, herunder kapacitetsudfyldning under installation af halvlederudstyr, parameterkalibrering under udstyrets før-driftsfase, parameterfejlfinding i de tidlige stadier af procesudvikling og udstyrsdriftstræning for operatører.

1. Dummy-grade SiC-substrater

Kvalitetspositioneringen af ​​forskningskvalitetSiC substraterer mellem dummy-kvalitet og produktionskvalitet og skal opfylde de grundlæggende elektriske ydeevne- og renhedskrav i F&U-scenarier.

Deres krystaldefekttæthed er betydeligt lavere end den for dummy-kvaliteten, men opfylder ikke produktionsstandarder. Gennem optimerede kemiske mekaniske poleringsprocesser (CMP) kan overfladeruheden kontrolleres, hvilket væsentligt forbedrer glatheden. Tilgængelig i ledende eller halvisolerende typer, udviser de elektrisk ydeevne stabilitet og ensartethed på tværs af waferen, der opfylder præcisionskravene til F&U-test.  Derfor ligger deres omkostninger mellem omkostningerne ved SiC-substrater af dummy-kvalitet og produktionskvalitet.

SiC-substrater af forskningskvalitet bruges i laboratorie-F&U-scenarier, funktionel verifikation af chipdesignløsninger, verifikation af procesgennemførlighed i lille skala og raffineret optimering af procesparametre.

3. SiC-substrater i produktionskvalitet

Produktionskvalitetssubstrater er kernematerialet til masseproduktion af halvlederenheder. De er den højeste kvalitetskategori, med en renhed på over 99,9999999999%, og deres defekttæthed er kontrolleret på et ekstremt lavt niveau. 

Efter højpræcisionsbehandling med kemisk mekanisk polering (CMP) har dimensionsnøjagtigheden og overfladens fladhed nået nanometerniveauet, og krystalstrukturen er tæt på perfekt. De tilbyder fremragende elektrisk ensartethed med ensartet resistivitet på tværs af både ledende og halvisolerende substrattyper. Men på grund af streng råmaterialeudvælgelse og kompleks produktionsproceskontrol (for at sikre højt udbytte), er deres produktionsomkostninger den højeste af de tre substrattyper. 

Denne type SiC-substrat er velegnet til storskala fremstilling af halvlederenheder til endelig forsendelse, herunder masseproduktion af SiC MOSFET'er og Schottky-barrieredioder (SBD'er), fremstilling af GaN-on-SiC RF- og mikrobølgeenheder og industriel produktion af avancerede enheder såsom avanceret sensorer og quantum-udstyr.