Procesní tok jádra substrátu z karbidu křemíku

Substrát z karbidu křemíkuje složený polovodičový monokrystalový materiál složený ze dvou prvků, uhlíku a křemíku. Má vlastnosti velké bandgap, vysoké tepelné vodivosti, vysoké kritické intenzity průrazného pole a vysoké rychlosti driftu elektronové saturace. Podle různých oblastí následné aplikace zahrnuje základní klasifikace:

1) Vodivý typ: Lze z něj dále vyrobit výkonová zařízení, jako jsou Schottkyho diody, MOSFET, IGBT atd., které se používají v nových energetických vozidlech, železniční dopravě a přenosu a transformaci vysokého výkonu.

2) Poloizolační typ: Lze z něj dále vyrobit mikrovlnná radiofrekvenční zařízení, jako je HEMT, která se používají v informační komunikaci, rádiové detekci a dalších oborech.

VodivýSiC substrátyse používají především v nových energetických vozidlech, fotovoltaice a dalších oborech. Poloizolační SiC substráty se používají hlavně v 5G radiofrekvenčních a dalších oborech. Současný mainstreamový 6palcový substrát SiC začal v zahraničí kolem roku 2010 a celková propast mezi Čínou a zahraničím v oblasti SiC je menší než u tradičních polovodičů na bázi křemíku. Kromě toho, jak se substráty SiC vyvíjejí směrem k větším rozměrům, propast mezi Čínou a zahraničím se zmenšuje. V současné době zámořští lídři vynaložili úsilí na 8 palců a následnými zákazníky jsou především automobilové třídy. V tuzemsku jsou výrobky převážně malých rozměrů a u 6palcových se očekává, že budou mít v příštích 2 až 3 letech možnost velkosériové výroby, přičemž následnými zákazníky jsou především zákazníci průmyslové třídy.

Substrát z karbidu křemíkupříprava je technologicky a procesně náročný průmysl a hlavní procesní tok zahrnuje:

1. Syntéza suroviny: vysoce čistý křemíkový prášek + uhlíkový prášek jsou smíchány podle vzorce, zreagovány v reakční komoře za podmínek vysoké teploty nad 2 000 °C a syntetizují se částice karbidu křemíku specifické krystalické formy a velikosti částic. Po drcení, prosévání, čištění a dalších procesech se získávají vysoce čisté práškové suroviny karbidu křemíku, které splňují požadavky na růst krystalů.

2. Růst krystalů: Současným hlavním procesem na trhu je metoda přenosu plynné fáze PVT. Prášek karbidu křemíku se zahřívá v uzavřené vakuové růstové komoře na 2300 °C, aby se sublimoval na reakční plyn. Poté se přenese na povrch zárodečného krystalu pro atomovou depozici a vyroste do monokrystalu karbidu křemíku.

Kromě toho se metoda kapalné fáze stane v budoucnu hlavním procesem. Důvodem je, že dislokační defekty v procesu růstu krystalů u metody PVT jsou obtížně kontrolovatelné. Metodou kapalné fáze lze pěstovat monokrystaly karbidu křemíku bez šroubových dislokací, dislokací hran a téměř bez chyb ve vrstvení, protože proces růstu je ve stabilní kapalné fázi. Tato výhoda poskytuje další důležitý směr a rezervu budoucího vývoje pro technologii přípravy vysoce kvalitních velkorozměrových monokrystalů karbidu křemíku.

3. Zpracování krystalů, zejména včetně zpracování ingotů, řezání křišťálových tyčí, broušení, leštění, čištění a další procesy a nakonec vytvoření substrátu z karbidu křemíku.