Procesný tok jadra substrátu z karbidu kremíka

Substrát z karbidu kremíkaje zložený polovodičový monokryštálový materiál zložený z dvoch prvkov, uhlíka a kremíka. Má vlastnosti veľkej šírky pásma, vysokej tepelnej vodivosti, vysokej kritickej intenzity prierazného poľa a vysokej rýchlosti driftu saturácie elektrónov. Podľa rôznych oblastí následného použitia hlavná klasifikácia zahŕňa:

1) Vodivý typ: Môže byť ďalej vyrobený do energetických zariadení, ako sú Schottkyho diódy, MOSFET, IGBT atď., Ktoré sa používajú v nových energetických vozidlách, železničnej doprave a prenose a transformácii vysokého výkonu.

2) Poloizolačný typ: Môže byť ďalej vyrobený do mikrovlnných rádiofrekvenčných zariadení, ako je HEMT, ktoré sa používajú v informačnej komunikácii, rádiovej detekcii a iných oblastiach.

VodivéSiC substrátysa používajú najmä v nových energetických vozidlách, fotovoltaike a iných oblastiach. Poloizolačné SiC substráty sa používajú hlavne v 5G rádiofrekvenčných a iných oblastiach. Súčasný mainstreamový 6-palcový SiC substrát začal v zahraničí okolo roku 2010 a celková priepasť medzi Čínou a zahraničím v oblasti SiC je menšia ako u tradičných polovodičov na báze kremíka. Okrem toho, ako sa substráty SiC vyvíjajú smerom k väčším veľkostiam, priepasť medzi Čínou a zahraničím sa zmenšuje. V súčasnosti zámorskí lídri vynaložili úsilie na 8 palcov a následnými zákazníkmi sú najmä automobilové triedy. V domácom prostredí sú výrobky prevažne malých rozmerov a očakáva sa, že 6-palcové produkty budú mať v najbližších 2 až 3 rokoch možnosť rozsiahlej masovej výroby, pričom následnými zákazníkmi budú najmä zákazníci z priemyselnej triedy.

Substrát z karbidu kremíkapríprava je technologicky a procesne náročný priemysel a hlavný procesný tok zahŕňa:

1. Syntéza suroviny: kremíkový prášok vysokej čistoty + uhlíkový prášok sa zmiešajú podľa vzorca, nechajú reagovať v reakčnej komore za podmienok vysokej teploty nad 2 000 °C a syntetizujú sa častice karbidu kremíka so špecifickou kryštalickou formou a veľkosťou častíc. Po drvení, preosievaní, čistení a iných procesoch sa získajú vysoko čisté práškové suroviny karbidu kremíka, ktoré spĺňajú požiadavky na rast kryštálov.

2. Rast kryštálov: Súčasným hlavným procesom na trhu je metóda prenosu plynnej fázy PVT. Prášok karbidu kremíka sa zahrieva v uzavretej vákuovej rastovej komore na 2300 °C, aby sa sublimoval na reakčný plyn. Potom sa prenesie na povrch zárodočného kryštálu na atómovú depozíciu a nechá sa narásť do monokryštálu karbidu kremíka.

Okrem toho sa metóda v kvapalnej fáze stane v budúcnosti hlavným procesom. Dôvodom je, že dislokačné defekty v procese rastu kryštálov pri metóde PVT sa ťažko kontrolujú. Metóda v kvapalnej fáze môže pestovať monokryštály karbidu kremíka bez dislokácií skrutky, dislokácií okrajov a takmer žiadnych chýb pri vrstvení, pretože proces rastu je v stabilnej kvapalnej fáze. Táto výhoda poskytuje ďalší dôležitý smer a rezervu budúceho vývoja pre technológiu prípravy vysokokvalitných veľkorozmerných monokryštálov karbidu kremíka.

3. Spracovanie kryštálov, najmä vrátane spracovania ingotov, rezania krištáľových tyčí, brúsenia, leštenia, čistenia a iných procesov a nakoniec vytvorenie substrátu z karbidu kremíka.