د سیلیکون میشته بریښنا سیمیکمډکټرونو سره پرتله کول ، SiC (سیلیکون کاربایډ) بریښنا سیمیکمډکټرونه د فریکونسۍ بدلولو ، ضایع کیدو ، تودوخې ضایع کیدو ، کوچني کولو او داسې نورو کې د پام وړ ګټې لري.
د ټیسلا لخوا د سیلیکون کاربایډ انورټرونو لوی کچې تولید سره ، ډیرو شرکتونو هم د سیلیکون کاربایډ محصولاتو ځمکې ته مخه کړې.
SiC دومره "حیرانتیا" دی، دا په ځمکه کې څنګه جوړ شوی؟اوس غوښتنلیکونه څه دي؟راځئ چې وګورو!
01 ☆ د سی سی زیږون
د نورو بریښنا سیمی کنډکټرونو په څیر، د SiC-MOSFET صنعت سلسله شامله دهاوږد کرسټال – سبسټریټ – ایپیټاکسي – ډیزاین – تولید – د بسته بندۍ لینک.
اوږد کرسټال
د اوږد 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 ټرانسپورټ طریقه غوره کوي (PVT چې د اصلاح شوي Lly یا د تخم کرسټال سبلیمیشن میتود په نوم هم پیژندل کیږي)، د لوړې تودوخې کیمیاوي ګاز ذخیره کولو طریقه (HTCVD) ) ضمیمه.
☆ اصلي ګام
1. کاربونیک جامد خام مواد؛
2. د تودوخې وروسته، د کاربایډ جامد په ګاز بدلیږي؛
3. ګاز د تخم کرسټال سطح ته حرکت کوي؛
4. ګاز د تخم کرسټال په سطحه په کرسټال کې وده کوي.
د انځور سرچینه: "د PVT ودې سیلیکون کاربایډ جلا کولو تخنیکي نقطه"
د سیلیکون بیس په پرتله مختلف هنرونه دوه لوی زیانونه رامینځته کړي:
لومړی، تولید ستونزمن دی او حاصل کم دی.د کاربن پر بنسټ د ګاز پړاو د حرارت درجه د 2300 ° C څخه پورته وده کوي او فشار یې 350MPa دی.ټول تیاره بکس ترسره کیږي، او د ناپاکۍ سره مخلوط کول اسانه دي.حاصل د سیلیکون بیس څخه ټیټ دی.هرڅومره چې قطر لوی وي ، نو حاصل یې کم وي.
دوهم سست وده ده.د PVT میتود حاکمیت خورا ورو دی، سرعت یې شاوخوا 0.3-0.5mm/h دی، او دا کولی شي په 7 ورځو کې 2cm وده وکړي.اعظمي حد یې یوازې 3-5 سانتي متره وده کولی شي، او د کریسټال انګوټ قطر اکثرا 4 انچه او 6 انچه وي.
د سیلیکون پر بنسټ 72H کولی شي د 2-3m لوړوالی ته وده ورکړي، د 6 انچو قطر سره او د 12 انچو لپاره د 8 انچ نوي تولید ظرفیت سره.له همدې امله، سیلیکون کاربایډ اکثرا د کریسټال انګوټ په نوم یادیږي، او سیلیکون یو کرسټال سټیک کیږي.
کاربایډ سیلیکون کرسټال ingots
سبسټریټ
وروسته له دې چې اوږد کرسټال بشپړ شو، دا د سبسټریټ تولید پروسې ته ننوځي.
د هدف شوي پرې کولو وروسته ، پیس کول (د پیس کولو ، ښه پیسیدل) ، پالش کول (میخانیکي پالش کول) ، الټرا دقیق پالش کول (کیمیاوي میخانیکي پالش کول) ، د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ ترلاسه کیږي.
Substrate په عمده توګه لوبه کويد فزيکي مالتړ رول، حرارتي چالکتيا او چالکتيا.د پروسس کولو ستونزه دا ده چې د سیلیکون کاربایډ مواد لوړ، خړ، او په کیمیاوي ملکیتونو کې باثباته دي.نو ځکه، د سیلیکون پر بنسټ د پروسس کولو دودیز میتودونه د سیلیکون کاربایډ سبسټریټ لپاره مناسب ندي.
د قطع کولو اغیز کیفیت مستقیم د سیلیکون کاربایډ محصولاتو فعالیت او کارونې موثریت (لګښت) باندې تاثیر کوي ، نو دا اړینه ده چې کوچني وي ، یونیفورم ضخامت او ټیټ پرې کول.
اوس محال،4 انچه او 6 انچه په عمده توګه د څو لاین پرې کولو تجهیزات کاروي،د سیلیکون کرسټال پرې کول په پتلو ټوټو کې چې ضخامت یې له 1mm څخه ډیر نه وي.
د څو کرښې قطع کولو سکیمیک ډیاګرام
په راتلونکي کې ، د کاربن شوي سیلیکون ویفرونو اندازې زیاتوالي سره به د موادو کارولو اړتیاو کې زیاتوالی راشي ، او ټیکنالوژي لکه د لیزر ټوټې کول او سړې جلا کول به په تدریجي ډول پلي شي.
په 2018 کې، Infineon د Siltectra GmbH ترلاسه کړ، کوم چې د کولډ کریکینګ په نوم یو نوښتګر پروسه رامینځته کړه.
د دودیز څو تار پرې کولو پروسې سره پرتله کول د 1/4 ضایع کول ،د سړې کریک کولو پروسې یوازې د سیلیکون کاربایډ مواد 1/8 له لاسه ورکړي.
تمدید
څرنګه چې د سیلیکون کاربایډ مواد نشي کولی مستقیم په سبسټریټ کې د بریښنا وسیلې رامینځته کړي ، نو د تمدید پرت کې مختلف وسایل اړین دي.
نو ځکه، د سبسټریټ تولید بشپړیدو وروسته، یو ځانګړی واحد کرسټال پتلی فلم د تمدید پروسې له لارې په سبسټریټ کې کرل کیږي.
اوس مهال، د کیمیاوي ګازو ذخیره کولو طریقه (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(Infineon, Rohm, ST, etc. د پیټینټ ترتیب لري) او له بلې خواد تولید او تولید لګښتونه پوره کړئ.
د ویفر جوړول
د محصول ډیزاین بشپړیدو وروسته ، دا د ویفر تولید مرحلې ته ننوځي ،او پروسه تقریبا د سیلیکون سره ورته ده، کوم چې په عمده توګه لاندې 5 مرحلې لري.
☆ لومړی ګام: ماسک داخل کړئ
د سیلیکون اکسایډ (SiO2) فلم یوه طبقه جوړه شوې، د فوتوریزیسټ پوښل شوی، د فوتوریزیسټ نمونه د همغږي کولو، افشا کیدو، پراختیا، او داسې نورو مرحلو له لارې رامینځته کیږي، او ارقام د ایچنګ پروسې له لارې اکسایډ فلم ته لیږدول کیږي.
☆ دوهم ګام: د آیون امپلانټیشن
ماسک شوی سیلیکون کاربایډ ویفر د آیون امپلانټر کې ځای په ځای شوی ، چیرې چې د المونیم آئنونه د P ډول ډوپینګ زون رامینځته کولو لپاره انجیکشن کیږي ، او د امپلان شوي المونیم آئنونو فعالولو لپاره انیل شوي.
د اکسایډ فلم لیرې کیږي، د نایتروجن ایونونه د P-type ډوپینګ سیمې یوې ځانګړې سیمې ته داخلیږي ترڅو د اوبو او سرچینې د N-type conductive سیمه جوړه کړي، او د نایتروجن ایونونه د فعالولو لپاره انیل شوي دي.
☆ دریم ګام: گرډ جوړ کړئ
گرډ جوړ کړئ.د سرچینې او ډرین تر مینځ ساحه کې، د دروازې آکسایډ پرت د لوړې تودوخې اکسیډیشن پروسې لخوا چمتو کیږي، او د دروازې الیکټروډ پرت د دروازې کنټرول جوړښت رامینځته کولو لپاره زیرمه کیږي.
☆ څلورم ګام: د غیر فعال کولو پرتونو جوړول
Passivation پرت جوړ شوی دی.د انټرالیکټروډ ماتیدو مخنیوي لپاره د ښه موصلیت ځانګړتیاو سره د پاسیویشن پرت زیرمه کړئ.
☆پنځم ګام: د اوبو د سرچینې الکترودونه جوړ کړئ
اوبه او سرچینه جوړه کړئ.د پاسیوشن پرت سوراخ شوی دی او فلز توی شوی دی ترڅو د اوبو او منبع په توګه جوړ شي.
د عکس سرچینه: Xinxi Capital
که څه هم د پروسې کچې او سیلیکون پراساس ترمینځ لږ توپیر شتون لري ، د سیلیکون کاربایډ موادو ځانګړتیاو له امله ،د ion implantation او annealing باید په لوړه تودوخه چاپیریال کې ترسره شي(تر 1600 ° C پورې)، د تودوخې لوړه درجه به پخپله د موادو جال جوړښت اغیزه وکړي، او ستونزمن به په حاصلاتو اغیزه وکړي.
برسېره پردې، د MOSFET اجزاوو لپاره،د دروازې اکسیجن کیفیت مستقیم د چینل خوځښت او د دروازې اعتبار اغیزه کويځکه چې د سیلیکون کاربایډ مواد کې دوه ډوله سیلیکون او کاربن اتومونه شتون لري.
له همدې امله، د یوې ځانګړې دروازې منځنۍ ودې میتود ته اړتیا ده (بل ټکی دا دی چې د سیلیکون کاربایډ شیټ شفاف دی، او د فوتوولوګرافي په مرحله کې د سیلیکون لپاره د موقعیت سمون ستونزمن دی).
وروسته لدې چې د ویفر تولید بشپړ شي ، انفرادي چپ په یو خلاص چپ کې پرې کیږي او د هدف سره سم بسته کیدی شي.د جلا وسیلو لپاره عام پروسه TO بسته ده.
650V CoolSiC™ MOSFETs په TO-247 بسته کې
عکس: انفینون
د موټرو ساحه د لوړ ځواک او تودوخې تحلیل اړتیاوې لري، او ځینې وختونه دا اړینه ده چې په مستقیم ډول د پل سرکونه جوړ کړي (نیم پل یا بشپړ پل، یا په مستقیم ډول د ډایډونو سره بسته بندي).
نو ځکه، دا ډیری وختونه په مستقیم ډول په ماډلونو یا سیسټمونو کې بسته بندي کیږي.په یو واحد ماډل کې د بسته شوي چپس د شمیر له مخې، عام بڼه 1 په 1 کې (BorgWarner)، 6 in 1 (Infineon)، او داسې نور دي، او ځینې شرکتونه د واحد ټیوب موازي سکیم کاروي.
بورګونر 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 ° C.
د دودیز نرم سولډر تودوخې د خټکي نقطه تودوخه ټیټه ده، نشي کولی د تودوخې اړتیاوې پوره کړي.له همدې امله، د سیلیکون کاربایډ ماډلونه اکثرا د ټیټ تودوخې د سپینو زرو سینټرینګ ویلډینګ پروسې کاروي.
وروسته له دې چې ماډل بشپړ شي، دا د برخو سیسټم کې پلي کیدی شي.
د Tesla Model3 موټرو کنټرولر
خلاص چپ د ST ، ځان جوړ شوي کڅوړې او بریښنایی ډرایو سیسټم څخه راځي
☆02 د SiC غوښتنلیک حالت؟
د موټرو په ساحه کې، د بریښنا وسایل په عمده توګه کارول کیږيDCDC، OBC، د موټرو انورټرونه، د بریښنا هوایی کنډیشن انورټرونه، بې سیم چارج کول او نورې برخېچې د AC/DC ګړندي تبادلې ته اړتیا لري (DCDC په عمده ډول د ګړندي سویچ په توګه کار کوي).
عکس: BorgWarner
د سیلیکون پر بنسټ موادو سره پرتله کول، د SIC مواد لوړ ديد مهمې واورې توپان ماتولو ساحې ځواک(3×106V/cm)غوره حرارتي چالکتیا(49W/mK) اوپراخه بینډ خلا(3.26eV).
هرڅومره چې د بانډ تشه پراخه وي ، هومره د لیک جریان کوچنی او موثریت یې لوړ وي.هرڅومره چې د حرارتي چال چلن ښه وي ، د اوسني کثافت لوړ وي.هرڅومره چې د واورې تودوخې مهم ډګر قوي وي ، د وسیلې ولتاژ مقاومت ښه کیدی شي.
له همدې امله ، د بورډ لوړ ولټاژ په ساحه کې ، MOSFETs او SBD د سیلیکون کاربایډ موادو لخوا چمتو شوي ترڅو د سیلیکون میشته IGBT او FRD ترکیب ځای په ځای کړي په مؤثره توګه بریښنا او موثریت ته وده ورکړي ،په ځانګړي توګه د لوړې فریکونسۍ غوښتنلیک سناریو کې د سویچ کولو زیان کمولو لپاره.
اوس مهال، دا خورا احتمال لري چې د موټرو انورټرونو کې د لوی کچې غوښتنلیکونه ترلاسه کړي، د OBC او DCDC تعقیب.
د 800V ولتاژ پلیټ فارم
د 800V ولتاژ پلیټ فارم کې ، د لوړې فریکونسۍ ګټه تصدۍ د SiC-MOSFET حل غوره کولو ته ډیر لیواله کوي.له همدې امله، د اوسني 800V برقی کنټرول ډیری برخه پالن جوړونه SiC-MOSFET.
د پلیټ فارم په کچه پلان جوړونه شامل ديعصري E-GMP، GM Otenergy - د پورته کولو ساحه، پورش PPE، او Tesla EPA.د پورش PPE پلیټ فارم ماډلونو پرته چې په ښکاره ډول SiC-MOSFET نه لري (لومړی ماډل د سیلیکا پراساس IGBT دی) ، د موټرو نور پلیټ فارمونه د SiC-MOSFET سکیمونه غوره کوي.
د یونیورسل الټرا انرژي پلیټ فارم
د 800V ماډل پلان ډیر دی،د لوی دیوال سیلون برانډ جیاګیرونګ، د بیقی قطب فاکس ایس HI نسخه، مثالی موټر S01 او W01، Xiaopeng G9، BMW NK1، Changan Avita E11 وويل چې دا به 800V پلاتفورم واخلي، برسېره پر BYD، Lantu، GAC 'an، Mercedes-Benz، صفر Run، FAW Red پرچم، Volkswagen هم په څېړنه کې د 800V ټکنالوژۍ وويل.
د 800V امرونو وضعیت څخه چې د Tier1 عرضه کونکو لخوا ترلاسه شوي،BorgWarner، Wipai ټیکنالوژي، ZF، متحده ایالات، او Huichuanټول د 800V بریښنایی ډرایو امرونه اعلان کړل.
د 400V ولتاژ پلیټ فارم
د 400V ولتاژ پلیټ فارم کې، SiC-MOSFET په عمده توګه د لوړ ځواک او بریښنا کثافت او لوړ موثریت په پام کې نیولو سره.
لکه د Tesla ماډل 3\Y موټور چې اوس په پراخه کچه تولید شوی، د BYD Hanhou موټرو لوړ ځواک شاوخوا 200Kw دی (Tesla 202Kw، 194Kw، 220Kw، BYD 180Kw)، NIO به د SiC-MOSFET7 محصولات هم وکاروي چې له پیل څخه پیل کیږي. او ET5 چې وروسته به لیست شي.لوړ ځواک 240Kw (ET5 210Kw) دی.
سربیره پردې ، د لوړ موثریت له لید څخه ، ځینې تصدۍ د مرستندویه سیلابونو د SiC-MOSFET محصولاتو امکانات هم لټوي.
د پوسټ وخت: جولای 08-2023