Perbedaan antara substrat SiC tingkat produksi, penelitian, dan tiruan

Substrat SiC adalah bahan inti untuk pembuatan perangkat semikonduktor generasi ketiga. Klasifikasi tingkat kualitasnya harus benar-benar sesuai dengan kebutuhan berbagai tahapan, seperti pengembangan peralatan semikonduktor, verifikasi proses, dan produksi massal. Industri umumnya mengkategorikan substrat SiC ke dalam tiga kategori: dummy, penelitian, dan tingkat produksi.  Pemahaman yang jelas tentang perbedaan antara ketiga jenis media ini dapat membantu mencapai solusi pemilihan material yang optimal untuk kebutuhan aplikasi spesifik.

1. Substrat SiC tingkat tiruan

Substrat SiC tingkat tiruan memiliki persyaratan kualitas terendah di antara ketiga kategori tersebut. Mereka biasanya diproduksi dengan menggunakan segmen berkualitas rendah di kedua ujung batang kristal dan diproses melalui proses penggilingan dan pemolesan dasar.

Substrat silikon karbida tingkat tiruan cocok untuk skenario di mana tidak ada persyaratan ketat untuk kualitasnya, termasuk pengisian kapasitas selama pemasangan peralatan semikonduktor, kalibrasi parameter selama tahap pra-operasional peralatan, debugging parameter pada tahap awal pengembangan proses, dan pelatihan pengoperasian peralatan untuk operator.

Substrat silikon karbida tingkat tiruan cocok untuk skenario di mana tidak ada persyaratan ketat untuk kualitasnya, termasuk pengisian kapasitas selama pemasangan peralatan semikonduktor, kalibrasi parameter selama tahap pra-operasional peralatan, debugging parameter pada tahap awal pengembangan proses, dan pelatihan pengoperasian peralatan untuk operator.

2. Substrat SiC tingkat penelitian

Penempatan kualitas tingkat penelitiansubstrat SiCberada di antara tingkat dummy dan tingkat produksi dan harus memenuhi persyaratan kinerja kelistrikan dasar dan kebersihan dalam skenario Litbang.

Kepadatan cacat kristalnya jauh lebih rendah dibandingkan tingkat tiruan, namun  tidak memenuhi standar tingkat produksi. Melalui proses pemolesan mekanis kimia (CMP) yang dioptimalkan, kekasaran permukaan dapat dikontrol, sehingga meningkatkan kehalusan secara signifikan. Tersedia dalam jenis konduktif atau semi-isolasi, produk ini menunjukkan stabilitas dan keseragaman kinerja listrik di seluruh wafer, sehingga memenuhi persyaratan presisi pengujian Penelitian dan Pengembangan.  Oleh karena itu, biayanya berkisar antara biaya substrat SiC tingkat dummy dan tingkat produksi.

Substrat tingkat produksi adalah bahan inti untuk produksi massal perangkat semikonduktor. Mereka adalah kategori kualitas tertinggi, dengan kemurnian lebih dari 99,9999999999%, dan kepadatan cacatnya dikontrol pada tingkat yang sangat rendah. 

3. Substrat SiC tingkat produksi

Substrat tingkat produksi adalah bahan inti untuk produksi massal perangkat semikonduktor. Mereka adalah kategori kualitas tertinggi, dengan kemurnian lebih dari 99,9999999999%, dan kepadatan cacatnya dikontrol pada tingkat yang sangat rendah. 

Setelah perawatan pemolesan mekanis kimia (CMP) presisi tinggi, akurasi dimensi dan kerataan permukaan telah mencapai tingkat nanometer, dan struktur kristal mendekati sempurna. Mereka menawarkan keseragaman listrik yang sangat baik, dengan resistivitas seragam di kedua jenis substrat konduktif dan semi-isolasi. Namun, karena pemilihan bahan baku yang ketat dan pengendalian proses produksi yang rumit (untuk memastikan hasil yang tinggi), biaya produksinya merupakan yang tertinggi dari ketiga jenis substrat tersebut. 

Jenis substrat SiC ini cocok untuk pembuatan perangkat semikonduktor pengiriman akhir skala besar, termasuk produksi massal MOSFET SiC dan dioda penghalang Schottky (SBD), pembuatan perangkat RF dan gelombang mikro GaN-on-SiC, dan produksi industri perangkat kelas atas seperti sensor canggih dan peralatan kuantum.