Silisyum karbür (SiC), “son teknoloji malzeme” olmaktan hızla modern güç elektroniğinin temel itici gücü haline gelmiştir. Elektrikli araçlar, yenilenebilir enerji, endüstriyel otomasyon veya enerji depolama alanlarında, daha yüksek verimlilik ve daha yüksek güç yoğunluğuna doğru olan geçiş, SiC'yi ilgi odağı haline getirmektedir. Ancak, her yüksek performanslı SiC cihazının arkasında, uzun ve teknik olarak zorlu bir kristal büyüme süreci vardır. Bu süreç, gelişmeye devam etmekle birlikte, bazı benzersiz zorluklarla da karşı karşıyadır.

 

SiC gofret

Kristal büyütme ve akıllı üretim teknolojilerinde yoğun olarak yer alan bir ekipman sağlayıcısı olarak ATW TECHNOLOGY olarak, hem heyecan verici teknoloji ilerlemesine hem de üreticilerin her gün karşılaştığı pratik engellere tanık oluyoruz.

SiC Kristal Büyümesi Nasıl Evrimleşiyor?

SiC kristal büyütme endüstrisindeki en belirgin trendlerden biri, 6 inçlik SiC gofretlerden 8 inçlik SiC gofretlere geçiştir. Endüstri, daha büyük gofretlerin sağlayabileceği daha yüksek verim ve cihaz başına daha düşük maliyet için sabırsızlanıyor. Ancak daha büyük kristaller büyütmek, yalnızca ekipmanı ölçeklendirmekle ilgili değil; daha hassas bir sıcaklık kontrolü, daha kararlı bir basınç regülasyonu ve fırın içindeki termal alanın daha derinlemesine anlaşılmasını gerektiriyor.
Günümüz SiC fırınlarının çok bölgeli sıcaklık kontrolüne, dinamik pota hareketine ve hassas basınç sistemlerine bu kadar önem vermesinin nedeni de budur. ATW TECHNOLOGY'nin en yeni SiC Kristal büyütme fırınları, müşterilerin 100 saatten uzun sürebilen uzun çevrimlerde bile büyüme kararlılığını korumalarına yardımcı olmak için bu özellikleri bir araya getiriyor.

Dikkat çeken bir diğer değişim ise akıllı ve otomatik büyümeye doğru yönelimdir. Uzun süreli kristal büyüme süreçleri küçük dalgalanmaları bile artırdığından, üreticiler tutarlılığı sağlamak için giderek daha fazla otomatik kontrol sistemlerine, gerçek zamanlı izleme ve uzaktan denetime güvenmektedir. Akıllı kontrol yazılımları, yapay zeka tabanlı algılama ve merkezi kontrol ve yönetim artık geleceğin konseptleri olmaktan çıkıp pratik araçlar haline geliyor.
Kristal Büyümesinin Enerji Tüketimi de kaçınılmaz bir konu haline gelmiştir. Son derece yüksek sıcaklıklarda kristal büyümesi önemli miktarda enerji tükettiğinden, ısı kaybını azaltırken sıcak bölge homojenliğini koruyabilen ekipmanlar oldukça değerlidir. ATW TECHNOLOGY'nin son tasarımları, birçok müşterinin aktif olarak peşinde koştuğu bir denge olan kararlılıktan ödün vermeden enerji tüketimini düşürmeye odaklanmaktadır.

Hala Önümüzde Duran Zorluklar

Bu gelişmelere rağmen, SiC kristal büyütme, yarı iletken üretiminde hâlâ en zorlu süreçlerden biridir.
Kusur kontrolü hala önemli bir zorluktur. Mikro borular, bazal düzlem çıkıklıkları ve istifleme hataları kolayca ortadan kaldırılamaz ve her kusur türü, akış aşağı cihaz performansını kendine özgü bir şekilde etkiler. Düşük kusurlu kristal büyümesi elde etmek, termal ve basınç kontrol sistemlerinin sınırlarını zorlayan son derece tutarlı büyüme ortamları gerektirir.
2.300°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda basınç kararlılığını korumak da bir diğer büyük zorluktur. Bu uç noktalarda, en küçük mekanik deformasyon veya termal kayma bile kristal yapısını etkileyebilir. Ekipman üreticileri için bu, hassas geri besleme sistemlerinde üretim uzmanlığıyla birlikte üstün düzeyde mekanik tasarım kabiliyeti gerektirir.
8 inçlik yonga plakalarına kadar ölçeklendirme, yetiştirme sisteminin daha fazla karmaşıklığını beraberinde getirir; örneğin sıcak bölgede artan gerilim, daha karmaşık termal yönetim ve daha yüksek kristal faz geçişi riskleri. Bu mühendislik sorunları, sektör genelinde ortak bir odak noktası haline gelmiştir.
Ve elbette, süreç doğası gereği uzun ve enerji yoğundur. Kristal kalitesini korurken çevrim süresini kısaltmak, tüm SiC üreticileri tarafından paylaşılan bir dengeleyici unsurdur.
Ekipmanın ötesinde, bir bilgi boşluğu da mevcuttur. SiC kristal gelişimi sadece donanımla ilgili değildir; birikmiş deneyime dayanır. Birçok SiC kristal üreticisi, reçeteleri hassas bir şekilde ayarlamak, varyasyonları gidermek ve üretimi istikrara kavuşturmak için derin mühendislik desteğine ve veri odaklı içgörülere güvenir.

ATW TEKNOLOJİSİ Sahaya Nasıl Katkı Sağlıyor?

ATW TECHNOLOGY olarak, yüksek hassasiyetli fırın tasarımı, akıllı kontrol sistemleri ve PV kristal büyütme, yarı iletkenler ve lityum iyon üretimi alanındaki çalışmalarımızdan edindiğimiz sektörler arası uzmanlığımızla SiC üreticilerini desteklemeyi hedefliyoruz.
SiC kristal büyütme fırınlarımız, çok bölgeli sıcaklık kontrolü, dinamik pota yönetimi, hassas basınç sistemleri ve uzaktan merkezi kontrol ile donatılmıştır. Bu özellikler, uzun çevrimli büyümeyi dengelemeye ve verim tutarlılığını artırmaya yardımcı olur. Bu arada, yapay zeka tabanlı izleme ve entegre üretim platformları da dahil olmak üzere akıllı sistemlerimiz, müşterilerimizin anormallikleri daha erken tespit etmelerine, verileri daha etkili bir şekilde yönetmelerine ve zaman içinde büyüme kalitesini kademeli olarak iyileştirmelerine yardımcı olur.

İleriye Bakış

SiC, endüstriler elektrifikasyona ve daha yüksek enerji verimliliğine doğru ilerlerken merkezi bir rol oynamaya devam edecek. Bugün gördüğümüz ilerleme sadece bir başlangıç. Daha büyük gofretler, daha akıllı ekipmanlar ve daha çevre dostu üretim, gelişimin bir sonraki aşamasını belirleyecek.
Kusur kontrolü, sıcaklık homojenliği, basınç kararlılığı ve ölçeklendirmedeki zorluklar devam etse de, yön açık: SiC üretimi daha otomatik, daha akıllı ve daha uygun maliyetli hale gelecek.
Güçlü mühendislik temeli ve akıllı üretime olan bağlılığıyla ATW TECHNOLOGY , müşterilerinin SiC kullanımını hızlandırmalarına ve güvenilir, yüksek kaliteli, büyük ölçekli kristal büyütme operasyonları oluşturmalarına yardımcı olmaya kararlıdır.