Procesni tok jedra substrata iz silicijevega karbida

Podlaga iz silicijevega karbidaje sestavljen polprevodniški monokristalni material, sestavljen iz dveh elementov, ogljika in silicija. Ima značilnosti velikega pasovnega razmika, visoke toplotne prevodnosti, visoke kritične razgradne poljske jakosti in visoke stopnje odnašanja nasičenosti elektronov. Glede na različna področja uporabe na nižji stopnji osnovna klasifikacija vključuje:

1) Prevodni tip: Nadalje ga je mogoče izdelati v močnostne naprave, kot so Schottky diode, MOSFET, IGBT itd., ki se uporabljajo v novih energetskih vozilih, železniškem prometu ter prenosu in transformaciji velike moči.

2) Polizolacijski tip: Nadalje ga je mogoče izdelati v mikrovalovne radiofrekvenčne naprave, kot je HEMT, ki se uporabljajo v informacijski komunikaciji, radijskem zaznavanju in na drugih področjih.

PrevodnoSiC substratise večinoma uporabljajo v novih energetskih vozilih, fotovoltaiki in drugih področjih. Polizolacijski substrati SiC se večinoma uporabljajo v radijskih frekvencah 5G in na drugih področjih. Trenutni glavni 6-palčni SiC substrat se je začel v tujini okoli leta 2010, splošna vrzel med Kitajsko in tujino na področju SiC pa je manjša kot pri tradicionalnih polprevodnikih na osnovi silicija. Poleg tega se razlika med Kitajsko in tujino zmanjšuje, ko se substrati SiC razvijajo proti večjim velikostim. Trenutno so si čezmorski voditelji prizadevali za 8 palcev, kupci na nižji stopnji pa so večinoma avtomobilski razredi. Na domačem trgu so izdelki v glavnem majhni, od 6-palčnih pa se pričakuje, da bodo v naslednjih 2-3 letih imeli zmogljivosti za množično proizvodnjo v velikem obsegu, pri čemer so kupci na nižji stopnji večinoma kupci industrijskega razreda.

Podlaga iz silicijevega karbidapriprava je tehnološko in procesno intenzivna panoga, glavni tok procesa pa vključuje:

1. Sinteza surovin: silicijev prah visoke čistosti + ogljikov prah se zmešata po formuli, reagirata v reakcijski komori pod pogoji visoke temperature nad 2000 °C in sintetizirajo se delci silicijevega karbida specifične kristalne oblike in velikosti delcev. Po drobljenju, presejanju, čiščenju in drugih postopkih se pridobijo surovine prahu silicijevega karbida visoke čistosti, ki izpolnjujejo zahteve za rast kristalov.

2. Kristalna rast: Trenutni glavni proces na trgu je metoda PVT plinskega prenosa. Prah silicijevega karbida se segreva v zaprti vakuumski rastni komori pri 2300 °C, da se sublimira v reakcijski plin. Nato se prenese na površino začetnega kristala za atomsko nanašanje in zraste v monokristal silicijevega karbida.

Poleg tega bo metoda tekoče faze v prihodnosti postala glavni proces. Razlog je v tem, da je dislokacijske napake v procesu rasti kristalov metode PVT težko nadzorovati. Metoda tekoče faze lahko raste monokristale silicijevega karbida brez vijačnih dislokacij, robnih dislokacij in skoraj brez napak pri zlaganju, ker proces rasti poteka v stabilni tekoči fazi. Ta prednost zagotavlja še eno pomembno smer in prihodnjo razvojno rezervo za tehnologijo priprave visokokakovostnih monokristalov silicijevega karbida velikih velikosti.

3. Obdelava kristalov, ki vključuje predvsem obdelavo ingot, rezanje kristalne palice, brušenje, poliranje, čiščenje in druge postopke ter končno oblikovanje substrata iz silicijevega karbida.