Alur Proses Inti Substrat Silikon Karbida

Substrat silikon karbidaadalah bahan kristal tunggal semikonduktor majemuk yang terdiri dari dua unsur, karbon dan silikon. Ia memiliki karakteristik celah pita yang besar, konduktivitas termal yang tinggi, kekuatan medan kerusakan kritis yang tinggi, dan laju penyimpangan saturasi elektron yang tinggi. Menurut bidang aplikasi hilir yang berbeda, klasifikasi inti meliputi:

1) Tipe konduktif: Selanjutnya dapat dibuat menjadi perangkat listrik seperti dioda Schottky, MOSFET, IGBT, dll., yang digunakan dalam kendaraan energi baru, transportasi kereta api, serta transmisi dan transformasi daya tinggi.

2) Jenis semi-isolasi: Selanjutnya dapat dibuat menjadi perangkat frekuensi radio gelombang mikro seperti HEMT, yang digunakan dalam komunikasi informasi, deteksi radio, dan bidang lainnya.

Konduktifsubstrat SiCterutama digunakan dalam kendaraan energi baru, fotovoltaik dan bidang lainnya. Substrat SiC semi-isolasi terutama digunakan dalam frekuensi radio 5G dan bidang lainnya. Substrat SiC 6 inci yang umum digunakan saat ini dimulai di luar negeri sekitar tahun 2010, dan kesenjangan keseluruhan antara Tiongkok dan luar negeri di bidang SiC lebih kecil dibandingkan dengan semikonduktor berbasis silikon tradisional. Selain itu, seiring berkembangnya substrat SiC ke ukuran yang lebih besar, kesenjangan antara Tiongkok dan luar negeri semakin menyempit. Saat ini, para pemimpin luar negeri telah berupaya mencapai 8 inci, dan pelanggan hilir sebagian besar adalah kelas otomotif. Di dalam negeri, produk-produk tersebut sebagian besar berukuran kecil, dan produk berukuran 6 inci diharapkan memiliki kemampuan produksi massal skala besar dalam 2-3 tahun ke depan, dengan pelanggan hilir sebagian besar adalah pelanggan kelas industri.

Substrat silikon karbidapersiapan adalah industri yang padat teknologi dan proses, dan aliran proses inti meliputi:

1. Sintesis bahan baku: bubuk silikon dengan kemurnian tinggi + bubuk karbon dicampur sesuai rumus, direaksikan dalam ruang reaksi pada kondisi suhu tinggi di atas 2.000 °C, dan partikel silikon karbida dengan bentuk kristal dan ukuran partikel tertentu disintesis. Setelah penghancuran, penyaringan, pembersihan, dan proses lainnya, diperoleh bahan baku bubuk silikon karbida dengan kemurnian tinggi yang memenuhi persyaratan pertumbuhan kristal.

2. Pertumbuhan kristal: Proses utama saat ini di pasar adalah metode transmisi fase gas PVT. Serbuk silikon karbida dipanaskan dalam ruang pertumbuhan vakum tertutup pada suhu 2300°C untuk menyublimkannya menjadi gas reaksi. Kemudian ditransfer ke permukaan kristal benih untuk deposisi atom dan tumbuh menjadi kristal tunggal silikon karbida.

Selain itu, metode fase cair akan menjadi proses utama di masa depan. Alasannya adalah cacat dislokasi pada proses pertumbuhan kristal metode PVT sulit dikendalikan. Metode fase cair dapat menumbuhkan kristal tunggal silikon karbida tanpa dislokasi ulir, dislokasi tepi dan hampir tidak ada kesalahan penumpukan karena proses pertumbuhannya berada pada fase cair yang stabil. Keuntungan ini memberikan arah penting lainnya dan cadangan pengembangan di masa depan untuk teknologi preparasi kristal tunggal silikon karbida berukuran besar berkualitas tinggi.

3. Pemrosesan kristal, terutama mencakup pemrosesan ingot, pemotongan batang kristal, penggilingan, pemolesan, pembersihan dan proses lainnya, dan akhirnya membentuk substrat silikon karbida.