Bir süre önce, ABD Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı'ndan (AFRL) JD Blevins, ABD SiC endüstrisinin gelişim sürecini tanıtan bir rapor yayınladı.

Raporlara göre, Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi uzun süredir SiC süblimasyon büyümesi üzerine araştırmalar yürütüyor. Birçok önemli patente sahip olan üniversite,Cree-Research resmi olarak 1987 yılında kurulmuştur.1991 yılında, ticari olarak silisyum karbür sağlayan ilk şirket oldu.

Şekil 1. Cree25mm 6H-SiC alt tabaka ve 6H-SiC Lely gofret.

Cree-Research'e ek olarak, 1990'ların başlarında,Westinghouse Teknoloji Merkezi ve Gelişmiş Teknoloji Malzemeleri A.Ş. (ATMI)They are also actively involved in SiC research and development.

fakat,SiC süblimasyon büyümesi üzerine yapılan ilk araştırmalar iniş çıkışlarla doluydu.Mikro borulama, katkılama, polimorf kontrolü, çap genişlemesi ve kristal kusurları gibi üstesinden gelinmesi zor çeşitli teknik zorluklar bulunmaktadır.

Cree-Research 1991'de 25 mm 6H SiC ve 1998'de 50 mm 4H SiC ürünlerini piyasaya sürdü. Benzer ürünler üreten birden fazla tedarikçi olmasına rağmen,Fiyatlar çok yüksek ve mikrotübül yoğunluğu 100 cm'yi aşıyor.-2 。

Şekil 2. Erken dönem süblimasyon silisyum karbür tek kristal tedarikçileri ve özellikleri.

SiC'nin daha geniş çaplı ticarileştirilmesini teşvik etmek amacıyla, 1999 tarihli ABD Savunma Üretim Yasası yürürlüğe girmiştir."Başlık III Planı"SiC endüstrisine çok ihtiyaç duyulan başlangıç ​​sermayesini sağlamak amacıyla ABD Hava Kuvvetleri, 3 şirkete "maliyet paylaşımı sözleşmesi" verdi.Cree-Research, Sterling (ATMI) ve Litton-Airtron dahil olmak üzere,Amaç, SiC alt tabakanın çapını 75 mm'ye çıkarmak ve kristal kalitesini iyileştirmektir.

2002 yılında başlayan süreçte, ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA),WBGS planıAyrıca geniş bant aralıklı yarı iletken malzemelerin geliştirilmesine de büyük önem vermektedir.Hem Cree hem de Sterling'e ilgili sözleşmeler verildi.Amaç, N tipi ve yarı yalıtkan SiC alt tabaka çaplarını 100 mm'ye çıkarmak ve mikrotüp yoğunluğunu 1 cm⁻²'nin altına düşürmektir.

Ancak, fon alan tüm işletmeler başarılı olmuyor.

Aralık 2000,Litton EndüstrileriHisseler 3.8 milyar ABD doları (yaklaşık 24.5 milyar yuan) veya hisse başına 80 ABD doları fiyatla satıldı.Northrop Grumman2001 yılının sonunda, Litton-Airtron'un SiC Ar-Ge departmanıII-VI tarafından satın alındı.

2002 yılında, DARPA sözleşmesinin verilmesinden sadece birkaç hafta sonra,SterlinUniroyal Corporation'ın ana şirketi olan Uniroyal Corporation iflas başvurusunda bulundu ve bu durum önemli teknik personelin ayrılmasına yol açtı.Dow Corning, Sterling'i derhal satın aldı.

ve,SiC teknolojisinin ilk geliştirme aşamaları, sözleşme planındaki hedeflerin çok gerisinde kaldı.Aşağıdaki resimde de görebileceğiniz gibi, Cree'nin kalitesi rakiplerine göre önemli ölçüde daha iyidir.

Şekil 4. Yaklaşık 2002 yılına ait Cree 75mm, DOW 75mm ve II-VI 50mm 4HN SiC (üstte) ve yarı iletken SiC'nin (altta) çapraz polarizasyon görüntüleri.

2005 yılında DARPA'nın SiC alt tabakalara verdiği destek esasen sona erdi.Sadece Cree, SiC alt tabakalarının ticarileştirilmesini hızlandırma konusunda güçlü işaretler gösteriyor. O zamanlar Dow Corning'in araştırma ve geliştirme çalışmaları hâlâ zorluk çekiyordu ve II-VI'nın ilerlemesi de çok yavaştı.

Subsequently, DARPA focused its investment mainly on SiC power switches and GaN RF devices, from which Cree's substrate business benefited.

2000'li yılların başlarında Cree, SiC alt tabaka teknolojisinin geliştirilmesi ve tanıtımında liderliğini sürdürdü. Dikey entegrasyon sayesinde, iç kullanım talebi yoluyla malzeme kalitesinde doğrudan iyileştirmeler sağlayabildiler.Ancak bu aynı zamanda, substrat ve epitaksi müşterilerinin de başlıca rakipleri olduğu anlamına gelir.

The United States believes thatSiC alt tabakalarının yalnızca tek bir tedarikçisi bulunması, sektörün gelişimini engelleyebilir.Saf SiC alt tabaka tedarikçileri, SiC ve GaN cihaz teknolojilerinin uzun vadeli gelişimi ve ticarileştirilmesi için kritik öneme sahiptir.

Dolayısıyla, 2003'ten 2017'ye kadar,AFRL, II-VI Şirketi'ne toplamda 350 milyon yuanı aşan 4 büyük sözleşme sağlamıştır.

İlk iki sözleşmenin temel amacı, 4HN SiC'nin çapını 100 mm'ye çıkarmaktır.Ancak o dönemde II-VI'nın 100 mm'lik yarı yalıtkan 6H SiC kenar alanı, oluşmuş taneler ve diğer kusurlarla kaplıydı.Mikrotübül yoğunluğu 117 cm-2'ye ulaşıyor.(Resim aşağıda).

Bu nedenle, II-VI'yı desteklerken,AFRL ayrıca Intrinsic'e SiC geliştirme konusunda da destek vermektedir.Intrinsic şunlar tarafından üretilmiştir:SAfter terling was acquiredkilit personelin.

Intrinsic, iki yıldan kısa bir sürede yüksek kaliteli 100 mm SiC'yi hızlı ve başarılı bir şekilde sergiledi.Daha da önemlisi, Eylül 2005'te Intrinsic, piyasaya sürme konusunda öncülük etti.Sıfır Mikro Borular (ZMPTM) 4HN SiC(Resim aşağıda).

But in July 2006,Cree, Intrinsic'i satın aldı.Cree, 2007 yılında 100 mm 4HN ZMPTM SiC ve 100 mm yarı iletken SiC'yi piyasaya sürdü.

iyi kiII-VI teknolojilerinin araştırma ve geliştirilmesinde de ilerleme kaydediliyor.,var olmak2003-2010Bu dönemde II-VI, kristal çapını 50 mm'den 100 mm'ye genişletti ve ayrıca 100 mm 4HNSiC ve yarı iletken SiC'yi piyasaya sürdü.

Resim yazısı: II-VI 100 mm yarı yalıtkan 6H SiC alt tabaka (üstte) ve100mm 4HN SiC substrate (bottom).

2010 yılının sonunda AFRL, II-VI ile en büyük sözleşmesini imzaladı.20 milyon ABD dolarından fazla (yaklaşık 130 milyon yuan)geliştirme ve ticarileştirmeye odaklanarak6-inch 4HN SiC and semi-insulating 6H SiC, as well as continued diameter expansion to 8 inches.

Since receiving the funding, II-VI has made significant investments in facilities and equipment, including expanding its New Jersey facility and establishing two manufacturing facilities in Mississippi.

Sonuç olarak, II-VI, sahip olduğu özel patentine güvenmektedir.Gelişmiş Fiziksel Buhar Taşımacılığı (APVT) ve Eksenel Gradyan Taşımacılığı (AGT)crystal growth technology,6 inç ve 8 inç SiC tek kristallerinin hedeflerine ulaşıldı.

II-VI demonstrated microtube-free 100mm 6H semi-insulating and 150mm 4HN SiC in 2013 and 2014 respectively; July 2015,8 inçlik 4HN SiC'yi sergileyen ilk şirket oldu.

Mart 2017'de AFRL, II-VI'ya beş yıllık dördüncü bir sözleşme verdi.Hükümet tarafından sağlanan 12 milyon ABD doları (yaklaşık 774.8 milyar RMB) tutarındaki fon.Bu çalışma, üretim verimliliğini artırmaya, kusurları azaltmaya ve maliyetleri düşürmeye odaklanmaktadır.200 mm kalınlığında 4HN SiC ve yarı iletken SiC üretmek ve işlemek.

These defect-free large-diameter crystals were grown using a new fully automated growth platform, and II-VI successfully reduced the dislocation density of 200mm 4HN SiC to1881 cm-2'ye düşürüldü.,O598 cm⁻² vida yoğunluğu ve 272 cm⁻² taban yoğunluğu içerir.

Yarı yalıtkan silisyum karbür açısından, II-VI, bant aralığı içinde derin enerji seviyeleri oluşturmak için vanadyum telafisi kullanır.Vanadyum katkılı yarı iletken SiC'nin piyasadaki tek tedarikçisiyiz.Tekrarlanabilir ve son derece homojen özdirenci 1011¹¹ Ω·cm'yi aşmaktadır.

Ekim 2019,II-VI, endüstride ilk kez 200 mm 6H yarı iletken SiC'yi sergiledi.

Geçtiğimiz 30 yılda,U.S. Department of Defense funds more than 100,000 dollars for wide-bandgap semiconductors1 milyar ABD doları (yaklaşık 6.457 milyar yuan)Bu sayede yepyeni bir sektörün doğduğunu söyleyebiliriz.Cree Research, Westinghouse, Northrop-Grumman, ATMI, Sterling, Litton-Airtron, Dow ve Intrinsic gibi şirketlerden bazıları satın alındı, bazıları ise ortadan kayboldu.hem deWolfspeed-Cree, II-VI "Kazanan Her Şeyi Alır",İki şirketin mevcut toplam küresel pazar payı70'den fazla%.

Son yıllarda, SiC'ye yönelik ticari ve askeri talebin hızla artmasıyla birlikte, bu iki şirket de üretimlerini genişletmeye devam etti.Eylül 2019'da Wolfspeed-Cree, yatırım yapma taahhüdünü açıkladı.US $ 1 milyarDünyanın en büyük SiC güç ve RF üretim tesisini inşa ediyoruz.And II-VI continues to expand manufacturing capacity in New Jersey, Pennsylvania and Massachusetts.

Yasal Uyarı: Bu makale "Üçüncü Nesil Yarı İletken Trendi"nden alınmıştır. Bu makale yalnızca yazarın kişisel görüşlerini temsil eder ve Sacco Micro ile sektörün görüşlerini yansıtmaz. Yalnızca fikri mülkiyet haklarının korunmasını desteklemek amacıyla yeniden basım ve paylaşım için kullanılabilir. Yeniden basım için lütfen orijinal kaynağı ve yazarı belirtin. Herhangi bir ihlal durumunda, lütfen silinmesi için bizimle iletişime geçin.