Ränikarbiidist substraadi põhiprotsessi voog

Ränikarbiidist substraaton liitpooljuht monokristallmaterjal, mis koosneb kahest elemendist, süsinikust ja ränist. Sellel on suur ribalaius, kõrge soojusjuhtivus, kõrge kriitiline läbilöögivälja tugevus ja kõrge elektronide küllastumise triivi kiirus. Vastavalt erinevatele allavoolu rakendusvaldkondadele sisaldab põhiklassifikatsioon järgmist:

1) Juhtiv tüüp: sellest saab täiendavalt valmistada toiteseadmeid, nagu Schottky dioodid, MOSFET, IGBT jne, mida kasutatakse uutes energiasõidukites, raudteetranspordis ning suure võimsusega ülekandes ja transformatsioonis.

2) Poolisoleeriv tüüp: sellest saab täiendavalt valmistada mikrolaine raadiosagedusseadmeid, nagu HEMT, mida kasutatakse infokommunikatsioonis, raadiotuvastuses ja muudes valdkondades.

JuhtivSiC substraadidkasutatakse peamiselt uutes energiasõidukites, fotogalvaanikas ja muudes valdkondades. Poolisoleerivaid SiC substraate kasutatakse peamiselt 5G raadiosageduse ja muudes valdkondades. Praegune tavapärane 6-tolline ränikarbiidi substraat sai alguse välismaal 2010. aasta paiku ning üldine lõhe Hiina ja välismaa vahel on ränikarbiidi valdkonnas väiksem kui traditsiooniliste ränipõhiste pooljuhtide oma. Lisaks, kuna ränikarbiidi substraadid arenevad suuremate suuruste suunas, väheneb lõhe Hiina ja välisriikide vahel. Praegu on välismaised juhid teinud jõupingutusi 8-tollise laiuse saavutamiseks ja alljärgnevad kliendid on peamiselt autotööstuses. Siseriiklikult on tooted peamiselt väikesed ja 6-tollistel on järgmise 2-3 aasta jooksul oodata suuremahulist masstootmisvõimet, kusjuures järgnevad kliendid on peamiselt tööstuslikud kliendid.

Ränikarbiidist substraatEttevalmistus on tehnoloogia- ja protsessimahukas tööstusharu ning põhiprotsess hõlmab järgmist:

1. Tooraine süntees: kõrge puhtusastmega ränipulber + süsinikupulber segatakse vastavalt valemile, reageeritakse reaktsioonikambris kõrgel temperatuuril üle 2000 °C ning sünteesitakse spetsiifilise kristallivormi ja osakese suurusega ränikarbiidi osakesed. Pärast purustamist, sõelumist, puhastamist ja muid protsesse saadakse kõrge puhtusastmega ränikarbiidi pulbri tooraine, mis vastab kristallide kasvu nõuetele.

2. Kristallide kasv: praegune turul põhiprotsess on PVT gaasifaasi edastusmeetod. Ränikarbiidi pulbrit kuumutatakse suletud vaakumkasvukambris temperatuuril 2300 °C, et see sublimeerida reaktsioonigaasiks. Seejärel kantakse see idukristalli pinnale aatomsadestamise jaoks ja kasvatatakse ränikarbiidi monokristalliks.

Lisaks muutub vedelfaasi meetod tulevikus peavooluks. Põhjus on selles, et PVT meetodi kristallide kasvuprotsessi dislokatsioonidefekte on raske kontrollida. Vedelfaasi meetodil saab ränikarbiidi monokristalle kasvatada ilma kruvide ja servade nihestusteta ja peaaegu ilma virnastamisvigadeta, kuna kasvuprotsess on stabiilses vedelfaasis. See eelis annab veel ühe olulise suuna ja tulevase arengureservi kvaliteetsete suuremõõtmeliste ränikarbiidi monokristallide valmistamise tehnoloogiale.

3. Kristalli töötlemine, mis hõlmab peamiselt valuplokkide töötlemist, kristallvarraste lõikamist, lihvimist, poleerimist, puhastamist ja muid protsesse ning lõpuks ränikarbiidi substraadi moodustamist.