Ροή διεργασίας πυρήνα υποστρώματος καρβιδίου πυριτίου

Υπόστρωμα καρβιδίου του πυριτίουείναι ένα σύνθετο ημιαγωγό μονοκρυσταλλικό υλικό που αποτελείται από δύο στοιχεία, άνθρακα και πυρίτιο. Έχει τα χαρακτηριστικά του μεγάλου διάκενου ζώνης, της υψηλής θερμικής αγωγιμότητας, της υψηλής ισχύος πεδίου κρίσιμης διάσπασης και του υψηλού ρυθμού μετατόπισης κορεσμού ηλεκτρονίων. Σύμφωνα με διαφορετικά πεδία μεταγενέστερων εφαρμογών, η βασική ταξινόμηση περιλαμβάνει:

1) Αγώγιμος τύπος: Μπορεί να κατασκευαστεί περαιτέρω σε συσκευές ισχύος όπως διόδους Schottky, MOSFET, IGBT κ.λπ., οι οποίες χρησιμοποιούνται σε οχήματα νέας ενέργειας, σιδηροδρομικές μεταφορές και μετάδοση και μετατροπή υψηλής ισχύος.

2) Ημιμονωτικός τύπος: Μπορεί περαιτέρω να κατασκευαστεί σε συσκευές ραδιοσυχνοτήτων μικροκυμάτων όπως το HEMT, οι οποίες χρησιμοποιούνται στην επικοινωνία πληροφοριών, την ανίχνευση ραδιοφώνου και άλλα πεδία.

ΑγώγιμοςΥποστρώματα SiCχρησιμοποιούνται κυρίως σε οχήματα νέας ενέργειας, φωτοβολταϊκά και άλλα πεδία. Τα ημιμονωτικά υποστρώματα SiC χρησιμοποιούνται κυρίως σε ραδιοσυχνότητες 5G και σε άλλα πεδία. Το τρέχον βασικό υπόστρωμα SiC 6 ιντσών ξεκίνησε στο εξωτερικό γύρω στο 2010 και το συνολικό χάσμα μεταξύ της Κίνας και του εξωτερικού στον τομέα του SiC είναι μικρότερο από αυτό των παραδοσιακών ημιαγωγών με βάση το πυρίτιο. Επιπλέον, καθώς τα υποστρώματα SiC αναπτύσσονται προς μεγαλύτερα μεγέθη, το χάσμα μεταξύ της Κίνας και του εξωτερικού μειώνεται. Προς το παρόν, οι υπερπόντιοι ηγέτες έχουν κάνει προσπάθειες για τις 8 ίντσες και οι κατάντη πελάτες είναι κυρίως κατηγορίας αυτοκινήτου. Στην εγχώρια αγορά, τα προϊόντα είναι κυρίως μικρού μεγέθους και τα 6 ιντσών αναμένεται να έχουν μεγάλης κλίμακας δυνατότητες μαζικής παραγωγής τα επόμενα 2-3 χρόνια, με τους κατάντη πελάτες να είναι κυρίως πελάτες βιομηχανικής ποιότητας.

Υπόστρωμα καρβιδίου του πυριτίουΗ προετοιμασία είναι μια βιομηχανία έντασης τεχνολογίας και διεργασιών και η βασική ροή της διαδικασίας περιλαμβάνει:

1. Σύνθεση πρώτης ύλης: σκόνη πυριτίου υψηλής καθαρότητας + σκόνη άνθρακα αναμειγνύονται σύμφωνα με τον τύπο, αντιδρούν στο θάλαμο αντίδρασης υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας άνω των 2.000°C και συντίθενται σωματίδια καρβιδίου του πυριτίου ειδικής κρυσταλλικής μορφής και μεγέθους σωματιδίων. Μετά τη σύνθλιψη, το κοσκίνισμα, τον καθαρισμό και άλλες διεργασίες, λαμβάνονται πρώτες ύλες σε σκόνη καρβιδίου του πυριτίου υψηλής καθαρότητας που πληρούν τις απαιτήσεις ανάπτυξης κρυστάλλων.

2. Ανάπτυξη κρυστάλλων: Η τρέχουσα κύρια διαδικασία στην αγορά είναι η μέθοδος μετάδοσης αέριας φάσης PVT. Η σκόνη καρβιδίου του πυριτίου θερμαίνεται σε κλειστό θάλαμο ανάπτυξης κενού στους 2300°C για να εξαχνωθεί σε αέριο αντίδρασης. Στη συνέχεια μεταφέρεται στην επιφάνεια του κρυστάλλου των σπόρων για ατομική εναπόθεση και αναπτύσσεται σε μονοκρύσταλλο καρβιδίου του πυριτίου.

Επιπλέον, η μέθοδος υγρής φάσης θα γίνει η κύρια διαδικασία στο μέλλον. Ο λόγος είναι ότι τα ελαττώματα εξάρθρωσης στη διαδικασία ανάπτυξης κρυστάλλων της μεθόδου PVT είναι δύσκολο να ελεγχθούν. Η μέθοδος υγρής φάσης μπορεί να αναπτύξει μονοκρυστάλλους καρβιδίου του πυριτίου χωρίς εξαρθρήματα βιδών, εξαρθρώσεις άκρων και σχεδόν καθόλου σφάλματα στοίβαξης, επειδή η διαδικασία ανάπτυξης βρίσκεται σε σταθερή υγρή φάση. Αυτό το πλεονέκτημα παρέχει μια άλλη σημαντική κατεύθυνση και μελλοντικό απόθεμα ανάπτυξης για την τεχνολογία παρασκευής μονοκρυστάλλων καρβιδίου του πυριτίου μεγάλου μεγέθους υψηλής ποιότητας.

3. Επεξεργασία κρυστάλλων, συμπεριλαμβανομένης κυρίως της επεξεργασίας πλινθωμάτων, κοπής, λείανσης, στίλβωσης, καθαρισμού και άλλων διεργασιών με κρυσταλλική ράβδο και, τέλος, σχηματισμός υποστρώματος καρβιδίου του πυριτίου.