Produção de semicondutores de potência.

A eletrónica de potência é um dos componentes cruciais para o controlo, transformação e comutação de energia elétrica. Uma vez que estes semicondutores são frequentemente necessários em aplicações muito exigentes, devem ser estáveis a longo prazo, não propensos a falhas e resistentes à temperatura. Hoje em dia, por exemplo, os veículos elétricos e híbridos estão amplamente equipados com estes componentes. Além da tecnologia automotiva, também os encontramos em aparelhos eletrónicos de consumo, telecomunicações ou biomedicina. Os requisitos modernos exigem um desenvolvimento constante e melhoria de semicondutores de alta tensão e baixa perda de potência.

Existe uma gama muito ampla de semicondutores no mercado. Os materiais mais importantes incluem: Silício (Si), carboneto de silício (SiC), nitreto de gálio (GaN) ou arsenieto de gálio (GaAs). As propriedades do material, os requisitos do dispositivo e o custo decidem quais destes materiais são os mais adequados. Cada uma destas substâncias tem o seu próprio nicho de mercado.

O desafio para a indústria de semicondutores: Dependência de temperatura-tempo.

No entanto, ainda há obstáculos a serem superados numa indústria eletrónica cada vez mais exigente. É necessária uma maior densidade de potência, eficiência e fiabilidade. Na indústria de semicondutores, numerosos processos térmicos são usados para favorecer a difusão de dopantes ou para oxidar e recozer os semicondutores. Estes são geralmente executados num gás de processo. Sob condições controladas, “impurezas” são incorporadas na estrutura do semicondutor, alterando o desempenho do material. Os coeficientes de difusão nos semicondutores dependem fortemente da temperatura.

Um dos métodos padrão usa, por exemplo, vapor de água para oxidação de superfícies de silício (a chamada oxidação húmida ou molhada) e normalmente processa-se a temperaturas entre 900°C e 1100°C. A camada cresce rapidamente, mas a qualidade do cristal não é satisfatória. Esta reação pode ser claramente acelerada por meio de temperaturas mais altas. Com a oxidação seca (com oxigénio e até 1200°C), obtém-se ao crescimento ótimo dos cristais e melhora significativamente a qualidade das camadas.

A dependência da difusão da temperatura torna-se ainda mais importante porque influencia positivamente não só as propriedades qualitativas e funcionais dos materiais tratados, como também reduz a duração total do processo.

A solução para os requisitos térmicos da indústria de semicondutores: Aquecimento controlado e preciso.

A difusão é um processo controlado termicamente. Isso requer um sistema de aquecimento preciso.

A SCHUPP® terá prazer em desenvolver junto com você um sistema de aquecimento MolyTec para o tratamento térmico controlado e preciso de semicondutores. Combinamos elementos de aquecimento de dissilicieto de molibdénio de elevada pureza (MoSi2) e peças isolantes moldadas por vácuo feitas de fibra de lã policristalina de mulite/alumínio (PCW) não classificada de acordo com suas necessidades. Com o processo MolyTec, as temperaturas chegam a até 1450°C (dependendo da aplicação e da geometria).

O resultado: Tratamento térmico rápido e altamente eficiente de semicondutores em altas temperaturas.

Os parâmetros de influência mais importantes na indústria de semicondutores são a temperatura e o tempo. O uso de sistemas de aquecimento MolyTec permite uma redução no tempo de processo devido a temperaturas de processo mais altas em comparação com o fio. Além disso, o sistema oferece uma distribuição de temperatura homogénea e uma maior potência de entrada através de elementos de aquecimento elétrico de MoSi2 em comparação com soluções alternativas de aquecimento. A instalação rápida e fácil reduz as falhas de manutenção longas. Os componentes de alta qualidade do sistema de aquecimento levam a uma vida útil mais longa em comparação com os sistemas de aquecimento convencionais (por exemplo, com fio).

 

Ficha técnica

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