Siliciumcarbidsubstrat

Processen medsiliciumcarbid substrater kompleks og vanskelig at fremstille.SiC substratoptager hovedværdien af ​​industrikæden, der tegner sig for 47%. Det forventes, at med udvidelsen af ​​produktionskapaciteten og forbedringen af ​​udbyttet i fremtiden, forventes det at falde til 30%.

Fra perspektivet af elektrokemiske egenskaber,siliciumcarbid substratmaterialer kan opdeles i ledende substrater (resistivitetsområde 15~30mΩ·cm) og semi-isolerende substrater (resistivitet højere end 105Ω·cm). Disse to typer substrater bruges til at fremstille diskrete enheder, såsom strøm-enheder og radiofrekvens-enheder efter epitaksial vækst. Blandt dem:

1. Halvisolerende siliciumcarbidsubstrat: anvendes hovedsageligt til fremstilling af galliumnitrid radiofrekvensenheder, optoelektroniske enheder osv. Ved at dyrke et galliumnitrid epitaksialt lag på et halvisolerende siliciumcarbidsubstrat, et siliciumcarbidbaseret galliumnitrid epitaksial wafer opnås, som yderligere kan gøres til galliumnitrid radiofrekvensenheder såsom HEMT.

2. Ledende siliciumcarbidsubstrat: anvendes hovedsageligt til fremstilling af strømforsyninger. I modsætning til den traditionelle fremstillingsproces af siliciumkraftenheder kan siliciumcarbidkraftenheder ikke fremstilles direkte på et siliciumcarbidsubstrat. Det er nødvendigt at dyrke et epitaksialt siliciumcarbidlag på et ledende substrat for at opnå en epitaksial siliciumcarbidwafer og derefter fremstille Schottky-dioder, MOSFET'er, IGBT'er og andre strømenheder på det epitaksiale lag.

Hovedprocessen er opdelt i følgende tre trin:

1. Råmaterialesyntese: Bland højrent siliciumpulver + kulstofpulver i henhold til formlen, reager i reaktionskammeret under høje temperaturforhold over 2000°C, og syntetiser siliciumcarbidpartikler af specifik krystalform og partikelstørrelse. Derefter opnås gennem knusning, sigtning, rensning og andre processer højrente siliciumcarbidpulverråmaterialer, der opfylder kravene.

2. Krystalvækst: Det er det mest centrale procesled i fremstillingen af ​​siliciumcarbidsubstrater og bestemmer de elektriske egenskaber af siliciumcarbidsubstrater. På nuværende tidspunkt er de vigtigste metoder til krystalvækst fysisk damptransport (PVT), højtemperatur kemisk dampaflejring (HT-CVD) og væskefase-epitaksi (LPE). Blandt dem er PVT den almindelige metode til kommerciel vækst af SiC-substrater på dette stadium, med den højeste tekniske modenhed og den bredeste tekniske anvendelse.

3. Krystalbearbejdning: Gennem ingotbehandling, krystalstangskæring, slibning, polering, rengøring og andre led forarbejdes siliciumcarbidkrystalstangen til et substrat.