Przebieg procesu rdzenia podłoża z węglika krzemu

Podłoże z węglika krzemujest złożonym półprzewodnikowym materiałem monokrystalicznym składającym się z dwóch pierwiastków, węgla i krzemu. Charakteryzuje się dużym pasmem wzbronionym, wysoką przewodnością cieplną, wysokim krytycznym natężeniem pola przebicia i wysokim współczynnikiem dryfu nasycenia elektronów. Według różnych dalszych obszarów zastosowań, podstawowa klasyfikacja obejmuje:

1) Typ przewodzący: Można go dalej przekształcić w urządzenia mocy, takie jak diody Schottky'ego, MOSFET, IGBT itp., które są stosowane w pojazdach nowej generacji, transporcie kolejowym oraz przesyłu i transformacji dużej mocy.

2) Typ półizolacyjny: Można go dalej przekształcić w urządzenia mikrofalowe o częstotliwości radiowej, takie jak HEMT, które są wykorzystywane w przekazywaniu informacji, detekcji radiowej i innych dziedzinach.

PrzewodzącyPodłoża SiCsą stosowane głównie w nowych pojazdach energetycznych, fotowoltaice i innych dziedzinach. Półizolacyjne podłoża SiC są stosowane głównie w częstotliwości radiowej 5G i innych dziedzinach. Obecny główny nurt 6-calowego podłoża SiC zaczęto stosować za granicą około 2010 roku, a ogólna różnica między Chinami a zagranicą w dziedzinie SiC jest mniejsza niż w przypadku tradycyjnych półprzewodników na bazie krzemu. Ponadto w miarę rozwoju podłoży SiC w kierunku większych rozmiarów różnica między Chinami a zagranicą zmniejsza się. Obecnie zagraniczni liderzy poczynili wysiłki w kierunku 8 cali, a klienci na dalszym etapie łańcucha dostaw to głównie producenci samochodów. Na rynku krajowym produkty są głównie małych rozmiarów. Oczekuje się, że w ciągu najbliższych 2-3 lat produkty 6-calowe będą miały zdolność do masowej produkcji na dużą skalę, przy czym odbiorcami niższego szczebla będą głównie klienci przemysłowi.

Podłoże z węglika krzemuprzygotowanie to branża wymagająca dużej ilości technologii i procesów, a podstawowy przebieg procesów obejmuje:

1. Synteza surowców: proszek krzemu o wysokiej czystości + proszek węgla miesza się według wzoru, poddaje reakcji w komorze reakcyjnej w warunkach wysokiej temperatury powyżej 2000°C i syntetyzuje się cząstki węglika krzemu o określonej formie krystalicznej i wielkości cząstek. Po kruszeniu, przesiewaniu, czyszczeniu i innych procesach otrzymuje się surowce w postaci proszku węglika krzemu o wysokiej czystości, które spełniają wymagania wzrostu kryształów.

2. Wzrost kryształów: Obecnie głównym procesem na rynku jest metoda transmisji w fazie gazowej PVT. Proszek węglika krzemu ogrzewa się w zamkniętej, próżniowej komorze wzrostowej w temperaturze 2300°C w celu sublimacji do postaci gazu reakcyjnego. Następnie przenosi się go na powierzchnię kryształu zaszczepiającego w celu osadzania atomowego i hoduje w monokryształ węglika krzemu.

Ponadto metoda fazy ciekłej stanie się w przyszłości głównym procesem. Powodem jest to, że defekty dyslokacji w procesie wzrostu kryształów metodą PVT są trudne do kontrolowania. Metoda fazy ciekłej umożliwia hodowlę monokryształów węglika krzemu bez dyslokacji śrubowych, dyslokacji krawędzi i prawie bez błędów ułożenia, ponieważ proces wzrostu przebiega w stabilnej fazie ciekłej. Zaleta ta stanowi kolejny ważny kierunek i rezerwę przyszłego rozwoju technologii wytwarzania wysokiej jakości wielkogabarytowych monokryształów węglika krzemu.

3. Obróbka kryształów, obejmująca głównie obróbkę wlewków, cięcie prętów kryształowych, szlifowanie, polerowanie, czyszczenie i inne procesy, a na koniec formowanie podłoża z węglika krzemu.