Основная схема процесса изготовления подложки из карбида кремния

Подложка из карбида кремнияпредставляет собой сложный полупроводниковый монокристаллический материал, состоящий из двух элементов: углерода и кремния. Он обладает характеристиками большой запрещенной зоны, высокой теплопроводности, высокой критической напряженности поля пробоя и высокой скорости дрейфа насыщения электронов. В соответствии с различными областями применения, основная классификация включает в себя:

1) Проводящий тип: в дальнейшем его можно превратить в силовые устройства, такие как диоды Шоттки, МОП-транзисторы, IGBT и т. д., которые используются в транспортных средствах с новой энергией, железнодорожном транспорте, а также в передаче и преобразовании высокой мощности.

2) Полуизолирующий тип: в дальнейшем его можно превратить в микроволновые радиочастотные устройства, такие как HEMT, которые используются в информационной передаче, радиообнаружении и других областях.

ПроводящийПодложки SiCв основном используются в транспортных средствах на новых источниках энергии, в фотоэлектрической и других областях. Полуизолирующие подложки SiC в основном используются в радиочастотах 5G и других областях. Текущая массовая 6-дюймовая подложка SiC появилась за границей примерно в 2010 году, и общий разрыв между Китаем и зарубежом в области SiC меньше, чем у традиционных полупроводников на основе кремния. Кроме того, по мере того, как подложки SiC становятся все более крупными, разрыв между Китаем и зарубежными странами сокращается. В настоящее время зарубежные лидеры приложили усилия к 8 дюймам, а последующие клиенты в основном относятся к автомобильному классу. Внутри страны продукция в основном небольшого размера, а 6-дюймовые модели, как ожидается, будут иметь возможности крупномасштабного массового производства в ближайшие 2-3 года, при этом последующие клиенты в основном будут клиентами промышленного уровня.

Подложка из карбида кремнияподготовка является технологически и процессоемкой отраслью, и основной технологический процесс включает в себя:

1. Синтез сырья: порошок кремния высокой чистоты + углеродный порошок смешиваются в соответствии с формулой, реагируют в реакционной камере в условиях высокой температуры выше 2000 ° C, и синтезируются частицы карбида кремния определенной кристаллической формы и размера. После дробления, сортировки, очистки и других процессов получается высокочистое сырье из порошка карбида кремния, отвечающее требованиям выращивания кристаллов.

2. Рост кристаллов. В настоящее время основным процессом на рынке является метод передачи газовой фазы PVT. Порошок карбида кремния нагревают в закрытой вакуумной камере выращивания при температуре 2300°C для его сублимации в реакционный газ. Затем его переносят на поверхность затравочного кристалла для атомного осаждения и выращивают в монокристалл карбида кремния.

Кроме того, в будущем жидкофазный метод станет основным процессом. Причина в том, что дислокационные дефекты в процессе роста кристаллов методом PVT трудно контролировать. Жидкофазный метод позволяет выращивать монокристаллы карбида кремния без винтовых и краевых дислокаций и практически без дефектов упаковки, поскольку процесс роста протекает в стабильной жидкой фазе. Это преимущество обеспечивает еще одно важное направление и резерв дальнейшего развития технологии получения высококачественных монокристаллов карбида кремния больших размеров.

3. Обработка кристаллов, в основном включая обработку слитков, резку кристаллических стержней, шлифовку, полировку, очистку и другие процессы и, наконец, формирование подложки из карбида кремния.