Aliran Proses Teras Substrat Silikon Karbida

Substrat silikon karbidaialah bahan kristal tunggal semikonduktor sebatian yang terdiri daripada dua unsur, karbon dan silikon. Ia mempunyai ciri-ciri jurang jalur yang besar, kekonduksian terma yang tinggi, kekuatan medan pecahan kritikal yang tinggi, dan kadar hanyutan tepu elektron yang tinggi. Mengikut bidang aplikasi hiliran yang berbeza, klasifikasi teras termasuk:

1) Jenis konduktif: Ia boleh terus dijadikan peranti kuasa seperti diod Schottky, MOSFET, IGBT, dsb., yang digunakan dalam kenderaan tenaga baharu, pengangkutan rel, dan transmisi dan transformasi berkuasa tinggi.

2) Jenis separa penebat: Ia boleh lagi dijadikan peranti frekuensi radio gelombang mikro seperti HEMT, yang digunakan dalam komunikasi maklumat, pengesanan radio dan bidang lain.

KonduktifSubstrat SiCdigunakan terutamanya dalam kenderaan tenaga baharu, fotovoltaik dan bidang lain. Substrat SiC separa penebat digunakan terutamanya dalam frekuensi radio 5G dan medan lain. Substrat SiC 6-inci arus perdana semasa bermula di luar negara sekitar 2010, dan jurang keseluruhan antara China dan luar negara dalam bidang SiC adalah lebih kecil daripada semikonduktor berasaskan silikon tradisional. Di samping itu, apabila substrat SiC berkembang ke arah saiz yang lebih besar, jurang antara China dan luar negara semakin mengecil. Pada masa ini, pemimpin luar negara telah berusaha untuk 8 inci, dan pelanggan hiliran kebanyakannya gred automotif. Di dalam negara, produk ini kebanyakannya bersaiz kecil, dan produk 6 inci dijangka mempunyai keupayaan pengeluaran besar-besaran berskala besar dalam 2-3 tahun akan datang, dengan pelanggan hiliran terutamanya adalah pelanggan gred industri.

Substrat silikon karbidapenyediaan ialah industri berintensif teknologi dan proses, dan aliran proses teras termasuk:

1. Sintesis bahan mentah: serbuk silikon ketulenan tinggi + serbuk karbon dicampur mengikut formula, bertindak balas dalam ruang tindak balas di bawah keadaan suhu tinggi melebihi 2,000°C, dan zarah silikon karbida bentuk kristal tertentu dan saiz zarah disintesis. Selepas penghancuran, penyaringan, pembersihan dan proses lain, bahan mentah serbuk silikon karbida ketulenan tinggi yang memenuhi keperluan pertumbuhan kristal diperolehi.

2. Pertumbuhan kristal: Proses arus perdana semasa dalam pasaran ialah kaedah penghantaran fasa gas PVT. Serbuk silikon karbida dipanaskan dalam ruang pertumbuhan vakum yang tertutup pada 2300°C untuk menyublimkannya menjadi gas tindak balas. Ia kemudiannya dipindahkan ke permukaan kristal benih untuk pemendapan atom dan ditanam menjadi kristal tunggal silikon karbida.

Selain itu, kaedah fasa cecair akan menjadi proses arus perdana pada masa hadapan. Sebabnya ialah kecacatan kehelan dalam proses pertumbuhan kristal kaedah PVT sukar dikawal. Kaedah fasa cecair boleh menumbuhkan kristal tunggal silikon karbida tanpa kehelan skru, kehelan tepi dan hampir tiada kerosakan susun kerana proses pertumbuhan berada dalam fasa cecair yang stabil. Kelebihan ini menyediakan satu lagi hala tuju penting dan rizab pembangunan masa depan untuk teknologi penyediaan kristal tunggal silikon karbida bersaiz besar berkualiti tinggi.

3. Pemprosesan kristal, terutamanya termasuk pemprosesan jongkong, pemotongan rod kristal, pengisaran, penggilap, pembersihan dan proses lain, dan akhirnya membentuk substrat silikon karbida.