Silisiumkarbidsubstrat kjerneprosessstrøm

Silisiumkarbidsubstrater et sammensatt halvleder-enkrystallmateriale sammensatt av to elementer, karbon og silisium. Den har egenskapene til stort båndgap, høy varmeledningsevne, høy kritisk nedbrytningsfeltstyrke og høy drifthastighet for elektronmetning. I henhold til forskjellige nedstrømsapplikasjonsfelt inkluderer kjerneklassifiseringen:

1) Ledende type: Den kan gjøres videre til kraftenheter som Schottky-dioder, MOSFET, IGBT, etc., som brukes i nye energikjøretøyer, jernbanetransport og høyeffektoverføring og transformasjon.

2) Halvisolerende type: Det kan gjøres videre til mikrobølgeradiofrekvensenheter som HEMT, som brukes i informasjonskommunikasjon, radiodeteksjon og andre felt.

LedendeSiC-substraterbrukes hovedsakelig i nye energikjøretøyer, solcelleanlegg og andre felt. Halvisolerende SiC-substrater brukes hovedsakelig i 5G-radiofrekvens og andre felt. Det nåværende mainstream 6-tommers SiC-substratet startet i utlandet rundt 2010, og det totale gapet mellom Kina og utlandet i SiC-feltet er mindre enn for tradisjonelle silisiumbaserte halvledere. I tillegg, ettersom SiC-substrater utvikler seg mot større størrelser, blir gapet mellom Kina og utlandet mindre. For tiden har utenlandske ledere anstrengt seg for å nå 8 tommer, og nedstrømskunder er hovedsakelig bilklasse. Innenlands er produktene hovedsakelig små, og 6-tommers produkter forventes å ha storskala masseproduksjon i løpet av de neste 2-3 årene, med nedstrømskunder hovedsakelig som industrielle kunder.

Silisiumkarbidsubstratforberedelse er en teknologi- og prosessintensiv industri, og kjerneprosessflyten inkluderer:

1. Råvaresyntese: høyrent silisiumpulver + karbonpulver blandes i henhold til formelen, reageres i reaksjonskammeret under høye temperaturforhold over 2000°C, og silisiumkarbidpartikler av spesifikk krystallform og partikkelstørrelse syntetiseres. Etter knusing, sikting, rengjøring og andre prosesser oppnås pulverråmaterialer av høy renhet av silisiumkarbid som oppfyller kravene til krystallvekst.

2. Krystallvekst: Den nåværende mainstream-prosessen i markedet er PVT-gassfaseoverføringsmetoden. Silisiumkarbidpulver varmes opp i et lukket, vakuum-vekstkammer ved 2300°C for å sublimere det til reaksjonsgass. Den overføres deretter til overflaten av frøkrystallen for atomavsetning og dyrkes til en enkeltkrystall av silisiumkarbid.

I tillegg vil væskefasemetoden bli mainstream-prosessen i fremtiden. Årsaken er at dislokasjonsdefektene i krystallvekstprosessen til PVT-metoden er vanskelig å kontrollere. Væskefasemetoden kan dyrke silisiumkarbidenkelkrystaller uten skrueforskyvninger, kantdislokasjoner og nesten ingen stablingsfeil fordi vekstprosessen er i en stabil væskefase. Denne fordelen gir en annen viktig retning og fremtidig utviklingsreserve for fremstillingsteknologi av høykvalitets silisiumkarbidenkelkrystaller i stor størrelse.

3. Krystallbehandling, hovedsakelig inkludert ingot-behandling, skjæring av krystallstang, sliping, polering, rengjøring og andre prosesser, og til slutt danner et silisiumkarbidsubstrat.