Processflöde av kiselkarbidsubstrat

Silikonkarbidsubstratär ett sammansatt halvledar enkristallmaterial som består av två element, kol och kisel. Den har egenskaperna för stort bandgap, hög värmeledningsförmåga, hög kritisk nedbrytningsfältstyrka och hög elektronmättnadsdrifthastighet. Enligt olika nedströmsapplikationsområden inkluderar kärnklassificeringen:

1) Konduktiv typ: Den kan göras vidare till kraftenheter som Schottky-dioder, MOSFET, IGBT, etc., som används i nya energifordon, järnvägstransporter och högeffektöverföring och transformation.

2) Halvisolerande typ: Den kan vidare göras till mikrovågsradiofrekvensenheter som HEMT, som används inom informationskommunikation, radiodetektering och andra områden.

LedandeSiC-substratanvänds främst inom nya energifordon, solceller och andra områden. Halvisolerande SiC-substrat används främst inom 5G-radiofrekvens och andra områden. Det nuvarande vanliga 6-tums SiC-substratet startade utomlands runt 2010, och det totala gapet mellan Kina och utlandet inom SiC-området är mindre än för traditionella kiselbaserade halvledare. Dessutom, när SiC-substrat utvecklas mot större storlekar, minskar klyftan mellan Kina och utlandet. För närvarande har utländska ledare ansträngt sig för att nå 8 tum, och nedströmskunder är främst fordonsklass. Inhemskt är produkterna huvudsakligen små och 6-tumsprodukter förväntas ha storskalig massproduktionskapacitet under de kommande 2-3 åren, med nedströmskunder huvudsakligen som kunder av industrikvalitet.

Silikonkarbidsubstratberedning är en teknik- och processintensiv industri, och kärnprocessflödet inkluderar:

1. Råmaterialsyntes: kiselpulver med hög renhet + kolpulver blandas enligt formeln, reageras i reaktionskammaren under höga temperaturer över 2 000°C, och kiselkarbidpartiklar av specifik kristallform och partikelstorlek syntetiseras. Efter krossning, siktning, rengöring och andra processer erhålls kiselkarbidpulver med hög renhet som uppfyller kraven för kristalltillväxt.

2. Kristalltillväxt: Den nuvarande vanliga processen på marknaden är PVT-gasfasöverföringsmetoden. Kiselkarbidpulver upphettas i en stängd vakuumtillväxtkammare vid 2300°C för att sublimera det till reaktionsgas. Den överförs sedan till ytan av frökristallen för atomavsättning och odlas till en enkristall av kiselkarbid.

Dessutom kommer vätskefasmetoden att bli mainstreamprocessen i framtiden. Anledningen är att dislokationsdefekterna i kristalltillväxtprocessen i PVT-metoden är svåra att kontrollera. Vätskefasmetoden kan odla enkristaller av kiselkarbid utan skruvförskjutningar, kantförskjutningar och nästan inga staplingsfel eftersom tillväxtprocessen är i en stabil flytande fas. Denna fördel ger en annan viktig riktning och framtida utvecklingsreserv för beredningstekniken av högkvalitativa enkristaller av kiselkarbid i stor storlek.

3. Kristallbearbetning, huvudsakligen inklusive götbearbetning, skärning av kristallstavar, slipning, polering, rengöring och andra processer, och slutligen bildande av ett kiselkarbidsubstrat.