Silisyum Karbür Substrat

Sürecisilisyum karbür substratüretimi karmaşık ve zordur.SiC substratı%47 ile endüstri zincirinin ana değerini işgal ediyor. Gelecekte üretim kapasitesinin artması ve verimin artmasıyla birlikte bu oranın %30'a düşmesi bekleniyor.

Elektrokimyasal özellikler açısından bakıldığında,silisyum karbür substratmalzemeler iletken alt katmanlara (direnç aralığı 15~30mΩ·cm) ve yarı yalıtkan alt katmanlara (direnç 105Ω·cm'den yüksek) ayrılabilir. Bu iki tür alt tabaka, epitaksiyel büyümeden sonra güç cihazları ve radyo frekansı cihazları gibi ayrı cihazların imalatında kullanılır. Aralarında:

1. Yarı yalıtkan silisyum karbür substrat: esas olarak galyum nitrür radyo frekans cihazları, optoelektronik cihazlar vb. üretiminde kullanılır. Yarı yalıtkan bir silisyum karbür substrat üzerinde bir galyum nitrür epitaksiyel katman büyütülerek, silisyum karbür bazlı bir galyum nitrür epitaksiyel HEMT gibi galyum nitrür radyo frekansı cihazlarına dönüştürülebilen levha elde edilir.

2. İletken silisyum karbür substrat: esas olarak güç cihazlarının imalatında kullanılır. Geleneksel silisyum güç cihazı üretim prosesinin aksine, silisyum karbür güç cihazları doğrudan silisyum karbür alt tabaka üzerinde üretilemez. Bir silisyum karbür epitaksiyel levha elde etmek için iletken bir alt tabaka üzerinde bir silisyum karbür epitaksiyel katman büyütmek ve ardından epitaksiyel katman üzerinde Schottky diyotları, MOSFET'ler, IGBT'ler ve diğer güç cihazlarını üretmek gerekir.

Ana süreç aşağıdaki üç adıma ayrılmıştır:

1. Hammadde sentezi: Yüksek saflıkta silikon tozunu + karbon tozunu formüle göre karıştırın, reaksiyon odasında 2000°C'nin üzerindeki yüksek sıcaklık koşulları altında reaksiyona sokun ve spesifik kristal formunda ve parçacık boyutunda silisyum karbür parçacıklarını sentezleyin. Daha sonra kırma, eleme, temizleme ve diğer işlemlerden geçirilerek ihtiyaçlara uygun, yüksek saflıkta silisyum karbür tozu hammaddeleri elde edilir.

2. Kristal büyümesi: Silisyum karbür substratların üretimindeki en temel işlem bağlantısıdır ve silisyum karbür substratların elektriksel özelliklerini belirler. Şu anda kristal büyütmenin ana yöntemleri fiziksel buhar taşınması (PVT), yüksek sıcaklıkta kimyasal buhar biriktirme (HT-CVD) ve sıvı faz epitaksidir (LPE). Bunların arasında PVT, bu aşamada SiC substratlarının ticari olarak büyütülmesi için en yüksek teknik olgunluğa ve en geniş mühendislik uygulamasına sahip ana yöntemdir.

3. Kristal işleme: Külçe işleme, kristal çubuk kesme, taşlama, cilalama, temizleme ve diğer bağlantılar yoluyla silisyum karbür kristal çubuk bir alt tabaka halinde işlenir.