Υπόστρωμα καρβιδίου πυριτίου

Η διαδικασία τουυπόστρωμα καρβιδίου του πυριτίουείναι πολύπλοκο και δύσκολο στην κατασκευή.Υπόστρωμα SiCκαταλαμβάνει την κύρια αξία της βιομηχανικής αλυσίδας, αντιπροσωπεύοντας το 47%. Αναμένεται ότι με την επέκταση της παραγωγικής ικανότητας και τη βελτίωση της απόδοσης στο μέλλον, αναμένεται να μειωθεί στο 30%.

Από την άποψη των ηλεκτροχημικών ιδιοτήτων,υπόστρωμα καρβιδίου του πυριτίουΤα υλικά μπορούν να χωριστούν σε αγώγιμα υποστρώματα (εύρος ειδικής αντίστασης 15~30mΩ·cm) και ημιμονωτικά υποστρώματα (αντιστατικότητα μεγαλύτερη από 105Ω·cm). Αυτοί οι δύο τύποι υποστρωμάτων χρησιμοποιούνται για την κατασκευή διακριτών συσκευών όπως συσκευές ισχύος και συσκευές ραδιοσυχνοτήτων μετά από επιταξιακή ανάπτυξη. Ανάμεσα τους:

1. Ημιμονωτικό υπόστρωμα καρβιδίου του πυριτίου: χρησιμοποιείται κυρίως στην κατασκευή συσκευών ραδιοσυχνοτήτων νιτριδίου γαλλίου, οπτοηλεκτρονικών συσκευών κ.λπ. Με την ανάπτυξη επιταξιακής στρώσης νιτριδίου γαλλίου σε ημιμονωτικό υπόστρωμα καρβιδίου του πυριτίου, επιταξικό νιτρίδιο γαλλίου με βάση το καρβίδιο του πυριτίου λαμβάνεται γκοφρέτα, η οποία μπορεί περαιτέρω να κατασκευαστεί σε συσκευές ραδιοσυχνοτήτων νιτριδίου του γαλλίου όπως το HEMT.

2. Αγώγιμο υπόστρωμα καρβιδίου του πυριτίου: χρησιμοποιείται κυρίως στην κατασκευή συσκευών ισχύος. Σε αντίθεση με την παραδοσιακή διαδικασία κατασκευής συσκευών ισχύος πυριτίου, οι συσκευές ισχύος από καρβίδιο του πυριτίου δεν μπορούν να κατασκευαστούν απευθείας σε υπόστρωμα καρβιδίου του πυριτίου. Είναι απαραίτητο να αναπτυχθεί μια επιταξιακή στρώση καρβιδίου του πυριτίου σε ένα αγώγιμο υπόστρωμα για να ληφθεί μια επιταξιακή γκοφρέτα καρβιδίου του πυριτίου και στη συνέχεια να κατασκευαστούν διόδους Schottky, MOSFET, IGBT και άλλες συσκευές ισχύος στο επιταξιακό στρώμα.

Η κύρια διαδικασία χωρίζεται στα ακόλουθα τρία βήματα:

1. Σύνθεση πρώτης ύλης: Αναμείξτε σκόνη πυριτίου υψηλής καθαρότητας + σκόνη άνθρακα σύμφωνα με τον τύπο, αντιδράστε στο θάλαμο αντίδρασης σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας πάνω από 2000°C και συνθέστε σωματίδια καρβιδίου του πυριτίου ειδικής κρυσταλλικής μορφής και μεγέθους σωματιδίων. Στη συνέχεια, μέσω σύνθλιψης, κοσκινίσματος, καθαρισμού και άλλων διαδικασιών, λαμβάνονται πρώτες ύλες σε σκόνη καρβιδίου του πυριτίου υψηλής καθαρότητας που πληρούν τις απαιτήσεις.

2. Ανάπτυξη κρυστάλλων: Είναι ο πιο βασικός κρίκος διαδικασίας στην κατασκευή υποστρωμάτων καρβιδίου του πυριτίου και καθορίζει τις ηλεκτρικές ιδιότητες των υποστρωμάτων καρβιδίου του πυριτίου. Επί του παρόντος, οι κύριες μέθοδοι ανάπτυξης κρυστάλλων είναι η φυσική μεταφορά ατμών (PVT), η χημική εναπόθεση ατμών σε υψηλή θερμοκρασία (HT-CVD) και η επιταξία υγρής φάσης (LPE). Μεταξύ αυτών, το PVT είναι η κύρια μέθοδος για την εμπορική ανάπτυξη υποστρωμάτων SiC σε αυτό το στάδιο, με την υψηλότερη τεχνική ωριμότητα και την ευρύτερη μηχανική εφαρμογή.

3. Επεξεργασία κρυστάλλων: Μέσω επεξεργασίας πλινθωμάτων, κοπής κρυσταλλικής ράβδου, λείανσης, στίλβωσης, καθαρισμού και άλλων συνδέσμων, η κρυσταλλική ράβδος καρβιδίου του πυριτίου επεξεργάζεται σε υπόστρωμα.