Silicio karbido substratas

Procesas,silicio karbido substratasyra sudėtingas ir sunkiai gaminamas.SiC substratasužima pagrindinę pramonės grandinės vertę, kuri sudaro 47 proc. Tikimasi, kad ateityje plečiant gamybos pajėgumus ir gerėjant derlingumui, jis turėtų sumažėti iki 30 proc.

Elektrocheminių savybių požiūriu,silicio karbido substratasmedžiagas galima suskirstyti į laidžius substratus (varžinės varžos diapazonas 15–30 mΩ·cm) ir pusiau izoliuojančius pagrindus (varžinė varža didesnė nei 105Ω·cm). Šie dviejų tipų substratai naudojami atskiriems įrenginiams, tokiems kaip maitinimo įrenginiai ir radijo dažnio įrenginiai, gaminti po epitaksinio augimo. Tarp jų:

1. Pusiau izoliuojantis silicio karbido substratas: daugiausia naudojamas gaminant galio nitrido radijo dažnio įrenginius, optoelektroninius prietaisus ir kt. Auginant galio nitrido epitaksinį sluoksnį ant pusiau izoliuojančio silicio karbido pagrindo, silicio karbido pagrindu pagaminta galio nitrido epitaksinė medžiaga. gaunama plokštelė, kuri gali būti toliau gaminama į galio nitrido radijo dažnio įrenginius, tokius kaip HEMT.

2. Laidus silicio karbido substratas: daugiausia naudojamas elektros prietaisų gamyboje. Skirtingai nuo tradicinio silicio galios įrenginių gamybos proceso, silicio karbido galios įrenginiai negali būti tiesiogiai gaminami ant silicio karbido pagrindo. Norint gauti silicio karbido epitaksinę plokštelę, ant laidžiojo pagrindo reikia išauginti silicio karbido epitaksinį sluoksnį, o tada ant epitaksinio sluoksnio gaminti Schottky diodus, MOSFET, IGBT ir kitus maitinimo įrenginius.

Pagrindinis procesas yra padalintas į tris etapus:

1. Žaliavų sintezė: pagal formulę sumaišykite didelio grynumo silicio miltelius + anglies miltelius, reaguokite reakcijos kameroje esant aukštai temperatūrai virš 2000°C ir susintetinkite specifinės kristalinės formos ir dalelių dydžio silicio karbido daleles. Tada smulkinant, sijojant, valant ir kitais procesais gaunamos reikalavimus atitinkančios didelio grynumo silicio karbido miltelių žaliavos.

2. Kristalų augimas: tai yra pati pagrindinė proceso grandis gaminant silicio karbido substratus ir lemia silicio karbido substratų elektrines savybes. Šiuo metu pagrindiniai kristalų augimo metodai yra fizinis garų pernešimas (PVT), aukštos temperatūros cheminis nusodinimas garais (HT-CVD) ir skystosios fazės epitaksija (LPE). Tarp jų, PVT yra pagrindinis komercinio SiC substratų auginimo metodas šiame etape, pasižymintis aukščiausia technine branda ir plačiausia inžinerine pritaikymu.

3. Kristalų apdirbimas: apdorojant luitus, pjaustant krištolo strypą, šlifuojant, poliruojant, valant ir kitomis jungtimis, silicio karbido kristalinis strypas paverčiamas substratu.