Siliciumcarbid Substrat Core Process Flow

Siliciumcarbid substrater et sammensat halvleder-enkrystalmateriale sammensat af to grundstoffer, kulstof og silicium. Det har karakteristika af stort båndgab, høj termisk ledningsevne, høj kritisk nedbrydningsfeltstyrke og høj elektronmætningsdrifthastighed. I henhold til forskellige downstream-applikationsområder inkluderer kerneklassifikationen:

1) Ledende type: Det kan gøres yderligere til strømenheder som Schottky-dioder, MOSFET, IGBT osv., som bruges i nye energikøretøjer, jernbanetransport og højeffekttransmission og transformation.

2) Halvisolerende type: Det kan gøres yderligere til mikrobølgeradiofrekvensenheder såsom HEMT, der bruges i informationskommunikation, radiodetektering og andre områder.

LedendeSiC substrateranvendes hovedsageligt i nye energikøretøjer, solcelleanlæg og andre områder. Halvisolerende SiC-substrater bruges hovedsageligt i 5G-radiofrekvens og andre områder. Det nuværende mainstream 6-tommer SiC-substrat startede i udlandet omkring 2010, og det samlede gab mellem Kina og udlandet på SiC-området er mindre end for traditionelle siliciumbaserede halvledere. Efterhånden som SiC-substrater udvikler sig mod større størrelser, bliver kløften mellem Kina og udlandet indsnævret. På nuværende tidspunkt har oversøiske ledere gjort en indsats for at nå 8 tommer, og downstream-kunder er hovedsageligt bilindustrien. På hjemmemarkedet er produkterne hovedsageligt små, og 6-tommers produkter forventes at have storskala masseproduktionskapaciteter i de næste 2-3 år, hvor downstream-kunder hovedsageligt er kunder i industrikvalitet.

Siliciumcarbid substratforberedelse er en teknologi- og procesintensiv industri, og kerneprocesflowet omfatter:

1. Råmaterialesyntese: højrent siliciumpulver + kulstofpulver blandes i henhold til formlen, reageres i reaktionskammeret under høje temperaturforhold over 2.000°C, og siliciumcarbidpartikler af specifik krystalform og partikelstørrelse syntetiseres. Efter knusning, sigtning, rensning og andre processer opnås siliciumcarbidpulverråmaterialer med høj renhed, der opfylder kravene til krystalvækst.

2. Krystalvækst: Den nuværende mainstream-proces på markedet er PVT-gasfasetransmissionsmetoden. Siliciumcarbidpulver opvarmes i et lukket vakuumvækstkammer ved 2300°C for at sublimere det til reaktionsgas. Det overføres derefter til overfladen af ​​frøkrystallen til atomaflejring og dyrkes til en enkeltkrystal af siliciumcarbid.

Derudover vil væskefasemetoden blive mainstream-processen i fremtiden. Årsagen er, at dislokationsdefekterne i krystalvækstprocessen i PVT-metoden er svære at kontrollere. Væskefasemetoden kan dyrke siliciumcarbid-enkeltkrystaller uden skrueforskydninger, kantforskydninger og næsten ingen stablingsfejl, fordi vækstprocessen er i en stabil flydende fase. Denne fordel giver en anden vigtig retning og fremtidig udviklingsreserve til fremstillingsteknologi af højkvalitets siliciumcarbid-enkeltkrystaller i stor størrelse.

3. Krystalbearbejdning, hovedsageligt ingotbehandling, krystalstangskæring, slibning, polering, rengøring og andre processer, og endelig dannelse af et siliciumcarbidsubstrat.