Silicio karbido pagrindo proceso srautas

Silicio karbido substratasyra sudėtinė puslaidininkinė monokristalinė medžiaga, sudaryta iš dviejų elementų – anglies ir silicio. Jis pasižymi dideliu pralaidumu, dideliu šilumos laidumu, dideliu kritiniu skilimo lauko stiprumu ir dideliu elektronų prisotinimo dreifo greičiu. Atsižvelgiant į skirtingas tolesnio taikymo sritis, pagrindinė klasifikacija apima:

1) Laidus tipas: jis gali būti toliau gaminamas į galios įrenginius, tokius kaip Schottky diodai, MOSFET, IGBT ir kt., kurie naudojami naujose energijos transporto priemonėse, geležinkelių transporte ir didelės galios perdavimo ir transformavimo srityse.

2) Pusiau izoliacinis tipas: jis gali būti toliau gaminamas į mikrobangų radijo dažnio įrenginius, tokius kaip HEMT, kurie naudojami informaciniams ryšiams, radijo aptikimui ir kitose srityse.

LaidusSiC substrataidaugiausia naudojami naujose energijos transporto priemonėse, fotovoltinėje ir kitose srityse. Pusiau izoliuojantys SiC substratai daugiausia naudojami 5G radijo dažnio ir kitose srityse. Dabartinis pagrindinis 6 colių SiC substratas užsienyje atsirado maždaug 2010 m., o bendras atotrūkis tarp Kinijos ir užsienio SiC srityje yra mažesnis nei tradicinių silicio puslaidininkių. Be to, kai SiC substratai tampa didesni, atotrūkis tarp Kinijos ir užsienio mažėja. Šiuo metu užsienio lyderiai stengėsi pasiekti 8 colių, o paskesni klientai daugiausia yra automobilių klasės. Vidaus rinkoje produktai daugiausia yra mažo dydžio, o 6 colių gaminiai per ateinančius 2–3 metus turėtų turėti didelio masto masinės gamybos pajėgumus, o tolesni klientai daugiausia bus pramoninio lygio klientai.

Silicio karbido substratasparuošimas yra daug technologijų ir procesų reikalaujanti pramonė, o pagrindinė proceso eiga apima:

1. Žaliavos sintezė: didelio grynumo silicio milteliai + anglies milteliai sumaišomi pagal formulę, reaguojama reakcijos kameroje aukštoje temperatūroje virš 2000°C ir susintetinamos specifinės kristalinės formos ir dalelių dydžio silicio karbido dalelės. Po smulkinimo, sijojimo, valymo ir kitų procesų gaunamos didelio grynumo silicio karbido miltelių žaliavos, atitinkančios kristalų augimo reikalavimus.

2. Kristalų augimas: Dabartinis pagrindinis procesas rinkoje yra PVT dujų fazės perdavimo metodas. Silicio karbido milteliai kaitinami uždaroje, vakuuminėje auginimo kameroje 2300°C temperatūroje, kad sublimuotų į reakcijos dujas. Tada jis perkeliamas į sėklinio kristalo paviršių atominiam nusodinimui ir išauginamas į silicio karbido monokristalą.

Be to, skystosios fazės metodas ateityje taps pagrindiniu procesu. Priežastis ta, kad PVT metodo kristalų augimo proceso dislokacijos defektus sunku kontroliuoti. Skystos fazės metodu galima išauginti silicio karbido pavienius kristalus be varžtų išnirimų, briaunų išnirimų ir beveik jokių sukrovimo defektų, nes augimo procesas yra stabilioje skystoje fazėje. Šis pranašumas suteikia dar vieną svarbią kryptį ir ateities plėtros rezervą aukštos kokybės didelio dydžio silicio karbido monokristalų paruošimo technologijai.

3. Kristalų apdorojimas, daugiausia apimantis luitų apdirbimą, kristalų strypų pjaustymą, šlifavimą, poliravimą, valymą ir kitus procesus ir galiausiai silicio karbido substrato formavimą.