సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC) అనేది సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ మరియు అధునాతన సిరామిక్ ఉత్పత్తులు రెండింటిలోనూ కనిపించే ఒక అద్భుతమైన సమ్మేళనం. ఇది తరచుగా సామాన్యులలో గందరగోళానికి దారితీస్తుంది, వారు వాటిని ఒకే రకమైన ఉత్పత్తిగా తప్పుగా భావించవచ్చు. వాస్తవానికి, ఒకేలాంటి రసాయన కూర్పును పంచుకుంటూ, SiC దుస్తులు-నిరోధక అధునాతన సిరామిక్స్‌గా లేదా అధిక-సామర్థ్య సెమీకండక్టర్‌లుగా వ్యక్తమవుతుంది, పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో పూర్తిగా భిన్నమైన పాత్రలను పోషిస్తుంది. క్రిస్టల్ నిర్మాణం, తయారీ ప్రక్రియలు, పనితీరు లక్షణాలు మరియు అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌ల పరంగా సిరామిక్-గ్రేడ్ మరియు సెమీకండక్టర్-గ్రేడ్ SiC పదార్థాల మధ్య గణనీయమైన తేడాలు ఉన్నాయి.
- ముడి పదార్థాలకు భిన్నమైన స్వచ్ఛత అవసరాలు
సిరామిక్-గ్రేడ్ SiC దాని పౌడర్ ఫీడ్‌స్టాక్ కోసం సాపేక్షంగా తేలికైన స్వచ్ఛత అవసరాలను కలిగి ఉంది. సాధారణంగా, 90%-98% స్వచ్ఛత కలిగిన వాణిజ్య-గ్రేడ్ ఉత్పత్తులు చాలా అప్లికేషన్ అవసరాలను తీర్చగలవు, అయితే అధిక-పనితీరు గల స్ట్రక్చరల్ సిరామిక్స్‌కు 98%-99.5% స్వచ్ఛత అవసరం కావచ్చు (ఉదా., రియాక్షన్-బాండెడ్ SiCకి నియంత్రిత ఉచిత సిలికాన్ కంటెంట్ అవసరం). ఇది కొన్ని మలినాలను తట్టుకుంటుంది మరియు కొన్నిసార్లు ఉద్దేశపూర్వకంగా సింటరింగ్ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి, సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రతలను తగ్గించడానికి మరియు తుది ఉత్పత్తి సాంద్రతను పెంచడానికి అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ (Al₂O₃) లేదా యిట్రియం ఆక్సైడ్ (Y₂O₃) వంటి సింటరింగ్ సహాయాలను కలుపుతుంది.
సెమీకండక్టర్-గ్రేడ్ SiC దాదాపు పరిపూర్ణ స్వచ్ఛత స్థాయిలను కోరుతుంది. సబ్‌స్ట్రేట్-గ్రేడ్ సింగిల్ క్రిస్టల్ SiCకి ≥99.9999% (6N) స్వచ్ఛత అవసరం, కొన్ని హై-ఎండ్ అప్లికేషన్‌లకు 7N (99.99999%) స్వచ్ఛత అవసరం. ఎపిటాక్సియల్ పొరలు 10¹⁶ అణువులు/సెం.మీ³ కంటే తక్కువ అశుద్ధ సాంద్రతలను నిర్వహించాలి (ముఖ్యంగా B, Al, మరియు V వంటి లోతైన-స్థాయి మలినాలను నివారించడం). ఇనుము (Fe), అల్యూమినియం (Al) లేదా బోరాన్ (B) వంటి ట్రేస్ మలినాలు కూడా క్యారియర్ స్కాటరింగ్‌కు కారణమవడం, బ్రేక్‌డౌన్ ఫీల్డ్ బలాన్ని తగ్గించడం మరియు చివరికి పరికర పనితీరు మరియు విశ్వసనీయతను రాజీ చేయడం ద్వారా విద్యుత్ లక్షణాలను తీవ్రంగా ప్రభావితం చేస్తాయి, కఠినమైన అశుద్ధత నియంత్రణ అవసరం.
సిలికాన్ కార్బైడ్ సెమీకండక్టర్ పదార్థం
- విభిన్నమైన క్రిస్టల్ నిర్మాణాలు మరియు నాణ్యత
సిరామిక్-గ్రేడ్ SiC ప్రధానంగా పాలీక్రిస్టలైన్ పౌడర్ లేదా అనేక యాదృచ్ఛికంగా ఆధారిత SiC మైక్రోక్రిస్టల్స్‌తో కూడిన సింటర్డ్ బాడీలుగా ఉంటుంది. ఈ పదార్థం నిర్దిష్ట పాలీటైప్‌లపై కఠినమైన నియంత్రణ లేకుండా బహుళ పాలీటైప్‌లను (ఉదా., α-SiC, β-SiC) కలిగి ఉండవచ్చు, బదులుగా మొత్తం పదార్థ సాంద్రత మరియు ఏకరూపతపై ప్రాధాన్యతనిస్తుంది. దీని అంతర్గత నిర్మాణం సమృద్ధిగా ఉన్న ధాన్యం సరిహద్దులు మరియు సూక్ష్మ రంధ్రాలను కలిగి ఉంటుంది మరియు సింటరింగ్ సహాయాలను (ఉదా., Al₂O₃, Y₂O₃) కలిగి ఉండవచ్చు.
సెమీకండక్టర్-గ్రేడ్ SiC అనేది అధిక ఆర్డర్ కలిగిన క్రిస్టల్ నిర్మాణాలతో కూడిన సింగిల్-క్రిస్టల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లు లేదా ఎపిటాక్సియల్ పొరలుగా ఉండాలి. దీనికి ఖచ్చితమైన క్రిస్టల్ పెరుగుదల పద్ధతుల ద్వారా పొందిన నిర్దిష్ట పాలిటైప్‌లు అవసరం (ఉదా., 4H-SiC, 6H-SiC). ఎలక్ట్రాన్ మొబిలిటీ మరియు బ్యాండ్‌గ్యాప్ వంటి విద్యుత్ లక్షణాలు పాలిటైప్ ఎంపికకు చాలా సున్నితంగా ఉంటాయి, కఠినమైన నియంత్రణ అవసరం. ప్రస్తుతం, 4H-SiC అధిక క్యారియర్ మొబిలిటీ మరియు బ్రేక్‌డౌన్ ఫీల్డ్ బలంతో సహా దాని ఉన్నతమైన విద్యుత్ లక్షణాల కారణంగా మార్కెట్‌లో ఆధిపత్యం చెలాయిస్తుంది, ఇది విద్యుత్ పరికరాలకు అనువైనదిగా చేస్తుంది.
- ప్రక్రియ సంక్లిష్టత పోలిక
సిరామిక్-గ్రేడ్ SiC సాపేక్షంగా సరళమైన తయారీ ప్రక్రియలను ఉపయోగిస్తుంది (పొడి తయారీ → ఫార్మింగ్ → సింటరింగ్), ఇది "ఇటుక తయారీ"కి సమానంగా ఉంటుంది. ఈ ప్రక్రియలో ఇవి ఉంటాయి:
- వాణిజ్య-గ్రేడ్ SiC పౌడర్ (సాధారణంగా మైక్రాన్-పరిమాణం) ను బైండర్లతో కలపడం.
- నొక్కడం ద్వారా ఏర్పడటం
- కణ వ్యాప్తి ద్వారా సాంద్రతను సాధించడానికి అధిక-ఉష్ణోగ్రత సింటరింగ్ (1600-2200°C)
చాలా అప్లికేషన్లను >90% సాంద్రతతో సంతృప్తి పరచవచ్చు. మొత్తం ప్రక్రియకు ఖచ్చితమైన క్రిస్టల్ పెరుగుదల నియంత్రణ అవసరం లేదు, బదులుగా స్థిరత్వాన్ని ఏర్పరచడం మరియు సింటరింగ్ చేయడంపై దృష్టి పెడుతుంది. సాపేక్షంగా తక్కువ స్వచ్ఛత అవసరాలు ఉన్నప్పటికీ, ప్రయోజనాలలో సంక్లిష్ట ఆకృతులకు ప్రక్రియ వశ్యత ఉంటుంది.
సెమీకండక్టర్-గ్రేడ్ SiC చాలా క్లిష్టమైన ప్రక్రియలను కలిగి ఉంటుంది (అధిక-స్పష్టత పొడి తయారీ → సింగిల్-స్ఫటిక ఉపరితల పెరుగుదల → ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్ నిక్షేపణ → పరికర తయారీ). కీలక దశలు:
- ప్రధానంగా భౌతిక ఆవిరి రవాణా (PVT) పద్ధతి ద్వారా ఉపరితల తయారీ
- తీవ్రమైన పరిస్థితులలో (2200-2400°C, అధిక వాక్యూమ్) SiC పౌడర్ యొక్క సబ్లిమేషన్
- ఉష్ణోగ్రత ప్రవణతలు (±1°C) మరియు పీడన పారామితుల యొక్క ఖచ్చితమైన నియంత్రణ
- రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD) ద్వారా ఎపిటాక్సియల్ పొర పెరుగుదల, ఏకరీతిలో మందమైన, డోప్డ్ పొరలను (సాధారణంగా అనేక నుండి పదుల మైక్రాన్లు) సృష్టించడానికి.
కాలుష్యాన్ని నివారించడానికి మొత్తం ప్రక్రియకు అల్ట్రా-క్లీన్ వాతావరణాలు (ఉదా., క్లాస్ 10 క్లీన్‌రూమ్‌లు) అవసరం. లక్షణాలలో తీవ్రమైన ప్రక్రియ ఖచ్చితత్వం, ఉష్ణ క్షేత్రాలు మరియు గ్యాస్ ప్రవాహ రేట్లపై నియంత్రణ అవసరం, ముడి పదార్థాల స్వచ్ఛత (>99.9999%) మరియు పరికరాల అధునాతనత రెండింటికీ కఠినమైన అవసరాలు ఉంటాయి.
- ముఖ్యమైన వ్యయ తేడాలు మరియు మార్కెట్ ధోరణులు
సిరామిక్-గ్రేడ్ SiC లక్షణాలు:
- ముడి పదార్థం: వాణిజ్య గ్రేడ్ పొడి
- సాపేక్షంగా సరళమైన ప్రక్రియలు
- తక్కువ ధర: టన్నుకు వేల నుండి పదివేల RMB
- విస్తృత అనువర్తనాలు: అబ్రాసివ్‌లు, రిఫ్రాక్టరీలు మరియు ఇతర ఖర్చు-సున్నితమైన పరిశ్రమలు
సెమీకండక్టర్-గ్రేడ్ SiC లక్షణాలు:
- దీర్ఘ ఉపరితల పెరుగుదల చక్రాలు
- సవాలుతో కూడిన లోప నియంత్రణ
- తక్కువ దిగుబడి రేట్లు
- అధిక ధర: 6-అంగుళాల ఉపరితలానికి వేల USD.
- కేంద్రీకృత మార్కెట్లు: విద్యుత్ పరికరాలు మరియు RF భాగాలు వంటి అధిక-పనితీరు గల ఎలక్ట్రానిక్స్
కొత్త శక్తి వాహనాలు మరియు 5G కమ్యూనికేషన్ల వేగవంతమైన అభివృద్ధితో, మార్కెట్ డిమాండ్ విపరీతంగా పెరుగుతోంది.
- విభిన్న అనువర్తన దృశ్యాలు
సిరామిక్-గ్రేడ్ SiC ప్రధానంగా నిర్మాణ అనువర్తనాలకు "పారిశ్రామిక పనివాడు"గా పనిచేస్తుంది. దాని అద్భుతమైన యాంత్రిక లక్షణాలు (అధిక కాఠిన్యం, దుస్తులు నిరోధకత) మరియు ఉష్ణ లక్షణాలు (అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, ఆక్సీకరణ నిరోధకత) ఉపయోగించి, ఇది వీటిలో రాణిస్తుంది:
- అబ్రాసివ్‌లు (గ్రైండింగ్ వీల్స్, ఇసుక అట్ట)
- వక్రీభవనాలు (అధిక-ఉష్ణోగ్రత బట్టీ లైనింగ్‌లు)
- తుప్పు/తుప్పు నిరోధక భాగాలు (పంప్ బాడీలు, పైపు లైనింగ్‌లు)
సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ నిర్మాణ భాగాలు
సెమీకండక్టర్-గ్రేడ్ SiC "ఎలక్ట్రానిక్ ఎలైట్" గా పనిచేస్తుంది, ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో ప్రత్యేక ప్రయోజనాలను ప్రదర్శించడానికి దాని విస్తృత బ్యాండ్‌గ్యాప్ సెమీకండక్టర్ లక్షణాలను ఉపయోగిస్తుంది:
- విద్యుత్ పరికరాలు: EV ఇన్వర్టర్లు, గ్రిడ్ కన్వర్టర్లు (విద్యుత్ మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడం)
- RF పరికరాలు: 5G బేస్ స్టేషన్లు, రాడార్ వ్యవస్థలు (అధిక ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీలను ప్రారంభించడం)
- ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్: నీలి LED ల కోసం సబ్‌స్ట్రేట్ మెటీరియల్
200-మిల్లీమీటర్ల SiC ఎపిటాక్సియల్ వేఫర్
| డైమెన్షన్ | సిరామిక్-గ్రేడ్ SiC | సెమీకండక్టర్-గ్రేడ్ SiC |
| క్రిస్టల్ నిర్మాణం | పాలీక్రిస్టలైన్, బహుళ పాలీటైప్‌లు | సింగిల్ క్రిస్టల్, ఖచ్చితంగా ఎంపిక చేయబడిన పాలిటైప్‌లు |
| ప్రాసెస్ ఫోకస్ | సాంద్రత మరియు ఆకార నియంత్రణ | క్రిస్టల్ నాణ్యత మరియు విద్యుత్ ఆస్తి నియంత్రణ |
| పనితీరు ప్రాధాన్యత | యాంత్రిక బలం, తుప్పు నిరోధకత, ఉష్ణ స్థిరత్వం | విద్యుత్ లక్షణాలు (బ్యాండ్‌గ్యాప్, బ్రేక్‌డౌన్ ఫీల్డ్, మొదలైనవి) |
| అప్లికేషన్ దృశ్యాలు | నిర్మాణ భాగాలు, దుస్తులు-నిరోధక భాగాలు, అధిక-ఉష్ణోగ్రత భాగాలు | అధిక-శక్తి పరికరాలు, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ పరికరాలు, ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు |
| కాస్ట్ డ్రైవర్లు | ప్రక్రియ సౌలభ్యం, ముడి పదార్థాల ధర | క్రిస్టల్ వృద్ధి రేటు, పరికరాల ఖచ్చితత్వం, ముడి పదార్థాల స్వచ్ఛత |
సారాంశంలో, ప్రాథమిక వ్యత్యాసం వాటి విభిన్న క్రియాత్మక ప్రయోజనాల నుండి వచ్చింది: సిరామిక్-గ్రేడ్ SiC "రూపం (నిర్మాణం)"ని ఉపయోగించుకుంటుంది, అయితే సెమీకండక్టర్-గ్రేడ్ SiC "గుణాలను (విద్యుత్)"ని ఉపయోగిస్తుంది. మొదటిది ఖర్చు-సమర్థవంతమైన యాంత్రిక/ఉష్ణ పనితీరును అనుసరిస్తుంది, అయితే రెండోది అధిక-స్వచ్ఛత, సింగిల్-స్ఫటిక క్రియాత్మక పదార్థంగా పదార్థ తయారీ సాంకేతికత యొక్క పరాకాష్టను సూచిస్తుంది. ఒకే రసాయన మూలాన్ని పంచుకున్నప్పటికీ, సిరామిక్-గ్రేడ్ మరియు సెమీకండక్టర్-గ్రేడ్ SiC స్వచ్ఛత, క్రిస్టల్ నిర్మాణం మరియు తయారీ ప్రక్రియలలో స్పష్టమైన తేడాలను ప్రదర్శిస్తాయి - అయినప్పటికీ రెండూ వాటి సంబంధిత డొమైన్‌లలో పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి మరియు సాంకేతిక పురోగతికి గణనీయమైన సహకారాన్ని అందిస్తాయి.
XKH అనేది సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC) పదార్థాల పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి (R&D) మరియు ఉత్పత్తిలో ప్రత్యేకత కలిగిన హైటెక్ ఎంటర్‌ప్రైజ్, ఇది అధిక-స్వచ్ఛత SiC సిరామిక్స్ నుండి సెమీకండక్టర్-గ్రేడ్ SiC స్ఫటికాల వరకు అనుకూలీకరించిన అభివృద్ధి, ఖచ్చితత్వ యంత్రం మరియు ఉపరితల చికిత్స సేవలను అందిస్తుంది. అధునాతన తయారీ సాంకేతికతలు మరియు తెలివైన ఉత్పత్తి మార్గాలను ఉపయోగించి, XKH సెమీకండక్టర్, కొత్త శక్తి, ఏరోస్పేస్ మరియు ఇతర అత్యాధునిక రంగాలలోని క్లయింట్‌ల కోసం ట్యూనబుల్-పెర్ఫార్మెన్స్ (90%-7N స్వచ్ఛత) మరియు స్ట్రక్చర్-నియంత్రిత (పాలీక్రిస్టలైన్/సింగిల్-స్ఫటికాకార) SiC ఉత్పత్తులు మరియు పరిష్కారాలను అందిస్తుంది. మా ఉత్పత్తులు సెమీకండక్టర్ పరికరాలు, ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు, 5G కమ్యూనికేషన్లు మరియు సంబంధిత పరిశ్రమలలో విస్తృతమైన అనువర్తనాలను కనుగొంటాయి.
XKH ఉత్పత్తి చేసే సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ పరికరాలు క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి.
పోస్ట్ సమయం: జూలై-30-2025