د سیلیکون پر بنسټ د بریښنا سیمیکمډکټرونو په پرتله، د SiC (سیلیکون کاربایډ) بریښنا سیمیکمډکټرونه د فریکونسۍ بدلولو، ضایع کیدو، د تودوخې ضایع کیدو، کوچني کولو او نورو کې د پام وړ ګټې لري.
د ټیسلا لخوا د سیلیکون کاربایډ انورټرونو په لویه کچه تولید سره، ډیرو شرکتونو هم د سیلیکون کاربایډ محصولاتو بازار موندنه پیل کړې ده.
سي سي ډېر "حیرانونکی" دی، په ځمکه کې څنګه جوړ شو؟ اوس یې غوښتنلیکونه څه دي؟ راځئ چې وګورو!
01 ☆ د یو سي سي زیږیدنه
د نورو بریښنا سیمیکمډکټرونو په څیر، د SiC-MOSFET صنعت سلسله شامله دهاوږد کرسټال - سبسټریټ - ایپیټیکسي - ډیزاین - تولید - د بسته بندۍ لینک.
اوږد کرسټال
د اوږدې کرسټال لینک په جریان کې، د تیرا میتود د چمتو کولو برعکس چې د واحد کرسټال سیلیکون لخوا کارول کیږي، سیلیکون کاربایډ په عمده توګه د فزیکي ګاز لیږد میتود (PVT، چې د Lly یا تخم کرسټال سبلیمیشن میتود په نوم هم پیژندل کیږي)، د لوړ تودوخې کیمیاوي ګاز زیرمه کولو میتود (HTCVD) ضمیمې غوره کوي.
☆ اصلي ګام
۱. کاربونیک جامد خام مواد؛
۲. د تودوخې وروسته، د کاربایډ جامد ګاز کیږي؛
۳. ګاز د تخم کرسټال سطحې ته حرکت کوي؛
۴. ګاز د تخم د کرسټال په سطحه وده کوي او په کرسټال بدلیږي.
د انځور سرچینه: "د PVT ودې سیلیکون کاربایډ د جلا کولو تخنیکي نقطه"
د سیلیکون اساس په پرتله مختلف مهارتونه دوه لوی زیانونه رامینځته کړي دي:
لومړی، تولید ستونزمن دی او حاصلات یې ټیټ دي.د کاربن پر بنسټ د ګازو د مرحلې تودوخه د 2300 درجو سانتي ګراد څخه پورته لوړیږي او فشار یې 350MPa دی. ټوله تیاره بکس ترسره کیږي، او دا په اسانۍ سره په ناپاکۍ کې مخلوط کیږي. حاصل د سیلیکون اساس څخه ټیټ دی. قطر څومره لوی وي، حاصل ټیټ وي.
دوهم ورو وده ده.د PVT میتود اداره کول خورا ورو دي، سرعت یې شاوخوا 0.3-0.5 ملي میتر/ساعت دی، او دا په 7 ورځو کې 2 سانتي متره وده کولی شي. اعظمي حد یې یوازې 3-5 سانتي متره وده کولی شي، او د کرسټال انګوټ قطر اکثره 4 انچه او 6 انچه دی.
د سیلیکون پر بنسټ ۷۲ ایچ کولی شي د ۲-۳ مترو لوړوالی ته وده ورکړي، چې قطر یې اکثره ۶ انچه او ۸ انچه وي، د ۱۲ انچه لپاره د نوي تولید ظرفیت لري.له همدې امله، سیلیکون کاربایډ ډیری وختونه د کرسټال انګوټ په نوم یادیږي، او سیلیکون د کرسټال لرګی کیږي.
د کاربایډ سیلیکون کرسټال انګټونه
سبسټریټ
د اوږد کرسټال بشپړیدو وروسته، دا د سبسټریټ تولید پروسې ته ننوځي.
د هدفمند پرې کولو، ګرینډینګ (ناڅاپي ګرینډینګ، ښه ګرینډینګ)، پالش کولو (میخانیکي پالش کولو)، الټرا-پریسیژن پالش کولو (کیمیاوي میخانیکي پالش کولو) وروسته، د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ ترلاسه کیږي.
سبسټریټ په عمده توګه رول لوبويد فزیکي ملاتړ، حرارتي چالکتیا او چالکتیا رول.د پروسس کولو مشکل دا دی چې د سیلیکون کاربایډ مواد لوړ، خړ او په کیمیاوي ملکیتونو کې مستحکم دي. له همدې امله، د سیلیکون پر بنسټ دودیز پروسس کولو میتودونه د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ لپاره مناسب ندي.
د پرې کولو اغیزې کیفیت په مستقیم ډول د سیلیکون کاربایډ محصولاتو فعالیت او کارونې موثریت (لګښت) اغیزه کوي، نو دا اړینه ده چې کوچنی، یونیفورم ضخامت، او ټیټ پرې کول وي.
اوس مهال،۴ انچه او ۶ انچه په عمده توګه د څو کرښو پرې کولو تجهیزات کاروي،د سیلیکون کرسټالونه په نریو ټوټو پرې کول چې ضخامت یې له ۱ ملي میتر څخه زیات نه وي.
د څو کرښې پرې کولو سکیماتیکي ډیاګرام
په راتلونکي کې، د کاربن شوي سیلیکون ویفرونو د اندازې زیاتوالي سره، د موادو کارولو اړتیاو کې زیاتوالی به زیات شي، او د لیزر ټوټې کولو او سړې جلا کولو په څیر ټیکنالوژي به هم په تدریجي ډول پلي شي.
په ۲۰۱۸ کال کې، انفینون د سلټیکټرا GmbH ترلاسه کړ، کوم چې د سړې کریکینګ په نوم پیژندل شوې نوښتګره پروسه رامینځته کړه.
د دودیز څو تارونو د پرې کولو پروسې د 1/4 ضایع کیدو په پرتله،د سړې درز کولو پروسې یوازې د سیلیکون کاربایډ موادو 1/8 برخه له لاسه ورکړه.
غځول
څرنګه چې د سیلیکون کاربایډ مواد نشي کولی په مستقیم ډول په سبسټریټ کې د بریښنا وسایل جوړ کړي، نو د توسیع پرت کې مختلف وسایلو ته اړتیا ده.
له همدې امله، د سبسټریټ تولید بشپړیدو وروسته، د توسیع پروسې له لارې په سبسټریټ کې یو ځانګړی واحد کرسټال پتلی فلم کرل کیږي.
اوس مهال، د کیمیاوي ګازو د زیرمه کولو میتود (CVD) پروسه په عمده توګه کارول کیږي.
ډیزاین
وروسته له دې چې سبسټریټ جوړ شي، دا د محصول ډیزاین مرحلې ته ننوځي.
د MOSFET لپاره، د ډیزاین پروسې تمرکز د نالی ډیزاین دی،له یوې خوا د پیټینټ سرغړونې مخنیوي لپاره(انفینون، روهم، ایس ټي، او نور، د پیټینټ ترتیب لري)، او له بلې خوا تهد تولید وړتیا او تولید لګښتونه پوره کول.
د ویفر جوړول
د محصول ډیزاین بشپړیدو وروسته، دا د ویفر تولید مرحلې ته ننوځي،او دا پروسه تقریبا د سیلیکون سره ورته ده، کوم چې په عمده توګه لاندې 5 مرحلې لري.
☆لومړی ګام: ماسک په انجیکشن کې واچوئ
د سیلیکون اکسایډ (SiO2) فلم یوه طبقه جوړه شوې، د فوتوریزیسټ پوښل شوی، د فوتوریزیسټ نمونه د همجنس کولو، افشا کولو، پراختیا او نورو مرحلو له لارې جوړه شوې، او شکل د ایچنګ پروسې له لارې د آکسایډ فلم ته لیږدول کیږي.
☆دوهم ګام: د ایون امپلانټیشن
ماسک شوی سیلیکون کاربایډ ویفر په یوه ایون امپلانټر کې ځای پر ځای کیږي، چیرې چې د P-ډول ډوپینګ زون جوړولو لپاره د المونیم ایونونه داخل کیږي، او د نصب شوي المونیم ایونونو فعالولو لپاره انیل کیږي.
د اکسایډ فلم لرې کیږي، نایټروجن ایونونه د P-ډول ډوپینګ سیمې یوې ځانګړې سیمې ته داخلیږي ترڅو د اوبو ایستلو او سرچینې د N-ډول کنډکټیو سیمه جوړه کړي، او نصب شوي نایټروجن ایونونه د فعالولو لپاره انیل کیږي.
☆ دریم ګام: گرډ جوړ کړئ
گرډ جوړ کړئ. د سرچینې او ویالې ترمنځ ساحه کې، د دروازې اکسایډ طبقه د لوړې تودوخې اکسیډیشن پروسې لخوا چمتو کیږي، او د دروازې الکترود طبقه د دروازې کنټرول جوړښت جوړولو لپاره زیرمه کیږي.
☆ څلورم ګام: د غیر فعال طبقو جوړول
د غیر فعال کیدو طبقه جوړه شوې ده. د ښه موصلیت ځانګړتیاو سره د غیر فعال کیدو طبقه زیرمه کړئ ترڅو د انټرالیکټروډ ماتیدو مخه ونیسي.
☆ پنځم ګام: د اوبو ایستلو سرچینې الکترودونه جوړ کړئ
د اوبو ایستلو او سرچینې جوړول. د جذب طبقه سوري شوې ده او فلزات توی شوي دي ترڅو د اوبو ایستلو او سرچینې جوړ کړي.
د عکس سرچینه: Xinxi Capital
که څه هم د پروسې کچې او سیلیکون پر بنسټ لږ توپیر شتون لري، د سیلیکون کاربایډ موادو د ځانګړتیاو له امله،د ایون امپلانټیشن او انیل کول باید د لوړې تودوخې چاپیریال کې ترسره شي(تر ۱۶۰۰ درجو سانتي ګراد پورې)، لوړه تودوخه به د موادو د جالیو جوړښت باندې اغیزه وکړي، او مشکل به هم په حاصلاتو اغیزه وکړي.
برسېره پردې، د MOSFET اجزاو لپاره،د دروازې اکسیجن کیفیت مستقیم د چینل حرکت او د دروازې اعتبار اغیزه کويځکه چې د سیلیکون کاربایډ موادو کې دوه ډوله سیلیکون او کاربن اتومونه شتون لري.
له همدې امله، د دروازې منځنۍ ودې لپاره یو ځانګړی میتود ته اړتیا ده (بل ټکی دا دی چې د سیلیکون کاربایډ شیټ شفاف دی، او د فوتولیتوګرافي په مرحله کې د موقعیت سمون د سیلیکون لپاره ستونزمن دی).
د ویفر جوړولو بشپړیدو وروسته، انفرادي چپ په یوه خالي چپ کې پرې کیږي او د هدف سره سم بسته کیدی شي. د جلا وسیلو لپاره عام پروسه TO بسته ده.
په TO-247 پیکج کې د 650V CoolSiC™ MOSFETs
عکس: انفینون
د موټرو ساحه د لوړ ځواک او تودوخې ضایع کیدو اړتیاوې لري، او ځینې وختونه دا اړینه ده چې په مستقیم ډول د پل سرکټونه جوړ کړئ (نیم پل یا بشپړ پل، یا په مستقیم ډول د ډایډونو سره بسته شوي).
له همدې امله، دا ډیری وختونه په مستقیم ډول په ماډلونو یا سیسټمونو کې بسته کیږي. په یوه ماډل کې د بسته شوي چپسونو شمیر سره سم، عام بڼه یې په 1 کې 1 (بورګ وارنر)، په 1 کې 6 (انفینون)، او داسې نور دي، او ځینې شرکتونه د واحد ټیوب موازي سکیم کاروي.
بورګوارنر وایپر
د دوه اړخیزو اوبو یخولو او SiC-MOSFET ملاتړ کوي
Infineon CoolSiC™ MOSFET ماډلونه
د سیلیکون برعکس،د سیلیکون کاربایډ ماډلونه په لوړه تودوخه کې کار کوي، شاوخوا 200 درجو سانتي ګراد.
د دودیز نرم سولډر د تودوخې د خټکي نقطې تودوخه ټیټه ده، د تودوخې اړتیاوې نشي پوره کولی. له همدې امله، د سیلیکون کاربایډ ماډلونه ډیری وختونه د ټیټ تودوخې سپینو زرو سینټرینګ ویلډینګ پروسې کاروي.
د ماډل بشپړیدو وروسته، دا د پرزو سیسټم ته پلي کیدی شي.
د ټیسلا ماډل ۳ موټرو کنټرولر
دا بې رنګه چپ د ST، پخپله جوړ شوي بسته او بریښنایی ډرایو سیسټم څخه راځي.
☆02 د سي سي د غوښتنلیک حالت؟
په موټرو کې، د بریښنا وسایل په عمده توګه کارول کیږيډي سي ډي سي، او بي سي، د موټرو انورټرونه، د برېښنايي هوايي کنډيشن انورټرونه، بې سیم چارج کول او نورې برخېچې د AC/DC چټک بدلون ته اړتیا لري (DCDC په عمده توګه د چټک سویچ په توګه کار کوي).
عکس: بورګ وارنر
د سیلیکون پر بنسټ موادو په پرتله، د SIC مواد لوړ ديد واورې ښوېدنې د ماتیدو مهم ډګر ځواک(۳×۱۰۶V/سانتي متره)،ښه حرارتي چالکتیا(۴۹ واټ/مټرک) اوپراخه بینډ تشه(۳.۲۶eV).
هر څومره چې د بند تشه پراخه وي، هغومره د لیکج جریان کوچنی وي او موثریت یې لوړ وي. هر څومره چې د تودوخې چلښت ښه وي، هغومره د جریان کثافت لوړ وي. د واورې ښویدنې د ماتیدو مهم ډګر څومره قوي وي، د وسیلې ولټاژ مقاومت ښه کیدی شي.
له همدې امله، د بورډ دننه لوړ ولټاژ په برخه کې، د سیلیکون کاربایډ موادو لخوا چمتو شوي MOSFETs او SBD د موجوده سیلیکون پر بنسټ IGBT او FRD ترکیب ځای په ځای کولی شي په مؤثره توګه بریښنا او موثریت ښه کړي،په ځانګړې توګه د لوړ فریکونسۍ غوښتنلیک سناریوګانو کې د سویچ کولو زیانونو کمولو لپاره.
په اوس وخت کې، دا ډیر احتمال لري چې په موټرو انورټرونو کې په لویه کچه غوښتنلیکونه ترلاسه کړي، ورپسې OBC او DCDC راځي.
د 800V ولتاژ پلیټ فارم
په 800V ولټاژ پلیټ فارم کې، د لوړې فریکونسۍ ګټه تصدۍ د SiC-MOSFET حل غوره کولو ته ډیر لیواله کوي. له همدې امله، د اوسني 800V بریښنایی کنټرول پلان کولو ډیری برخه SiC-MOSFET ده.
د پلیټ فارم په کچه پلان جوړونه کې شامل ديعصري E-GMP، GM Otenergy - د پورته کولو ساحه، پورشه PPE، او Tesla EPA.د پورشه PPE پلیټ فارم ماډلونو پرته چې په ښکاره ډول SiC-MOSFET نه لري (لومړی ماډل د سیلیکا پر بنسټ IGBT دی)، د موټرو نور پلیټ فارمونه د SiC-MOSFET سکیمونه غوره کوي.
د نړیوال الټرا انرژۍ پلیټ فارم
د 800V ماډل پلان کول ډیر دي،د لوی دیوال سیلون برانډ جیاګیرونګ، د بیکي پول فاکس ایس HI نسخه، مثالی موټر S01 او W01، ژیاوپینګ G9، BMW NK1، چانګان اویتا ای ۱۱ وویل چې دا به ۸۰۰ وولټ پلیټ فارم ولري، د BYD، Lantu، GAC 'an، Mercedes-Benz، zero Run، FAW Red Flag سربیره، Volkswagen هم د څیړنې په برخه کې د ۸۰۰ وولټ ټیکنالوژۍ په اړه وویل.
د ټیر ۱ عرضه کونکو لخوا ترلاسه شوي ۸۰۰ وولټ امرونو له وضعیت څخه،بورګ وارنر، ویپای ټیکنالوژي، زیډ ایف، یونایټډ الیکترونیکس، او هویچوانټول اعلان شوي ۸۰۰ وولټ برقي ډرایو امرونه.
د 400V ولتاژ پلیټ فارم
په 400V ولټاژ پلیټ فارم کې، SiC-MOSFET په عمده توګه د لوړ بریښنا او بریښنا کثافت او لوړ موثریت په پام کې نیولو کې دی.
لکه د ټیسلا ماډل 3\Y موټور چې اوس په پراخه کچه تولید شوی، د BYD هان هو موټور اعظمي ځواک شاوخوا 200Kw دی (ټیسلا 202Kw، 194Kw، 220Kw، BYD 180Kw)، NIO به د ET7 او ET5 څخه پیل شوي SiC-MOSFET محصولات هم وکاروي چې وروسته به لیست شي. اعظمي ځواک 240Kw دی (ET5 210Kw).
برسېره پردې، د لوړ موثریت له نظره، ځینې تصدۍ د مرستندویه سیلاب SiC-MOSFET محصولاتو د امکاناتو پلټنه هم کوي.
د پوسټ وخت: جولای-۰۸-۲۰۲۳
