Quy trình xử lý cốt lõi của chất nền cacbua silic

Chất nền cacbua siliclà một vật liệu đơn tinh thể bán dẫn phức hợp bao gồm hai nguyên tố cacbon và silicon. Nó có các đặc tính của dải tần lớn, độ dẫn nhiệt cao, cường độ trường đánh thủng tới hạn cao và tốc độ trôi bão hòa điện tử cao. Theo các lĩnh vực ứng dụng tiếp theo khác nhau, phân loại cốt lõi bao gồm:

1) Loại dẫn điện: Nó có thể được chế tạo thêm thành các thiết bị điện như điốt Schottky, MOSFET, IGBT, v.v., được sử dụng trong các phương tiện năng lượng mới, vận tải đường sắt, truyền tải và chuyển đổi năng lượng cao.

2) Loại bán cách điện: Nó có thể được chế tạo thêm thành các thiết bị tần số vô tuyến vi sóng như HEMT, được sử dụng trong truyền thông thông tin, phát hiện vô tuyến và các lĩnh vực khác.

Dẫn điệnChất nền SiCchủ yếu được sử dụng trong các phương tiện năng lượng mới, quang điện và các lĩnh vực khác. Chất nền SiC bán cách điện chủ yếu được sử dụng trong tần số vô tuyến 5G và các lĩnh vực khác. Chất nền SiC 6 inch chính thống hiện nay bắt đầu xuất hiện ở nước ngoài vào khoảng năm 2010 và khoảng cách tổng thể giữa Trung Quốc và nước ngoài trong lĩnh vực SiC nhỏ hơn so với chất bán dẫn dựa trên silicon truyền thống. Ngoài ra, khi chất nền SiC phát triển theo hướng kích thước lớn hơn, khoảng cách giữa Trung Quốc và nước ngoài ngày càng thu hẹp. Hiện tại, các nhà lãnh đạo nước ngoài đã nỗ lực hướng tới 8 inch, và khách hàng hạ nguồn chủ yếu là ô tô. Trong nước, sản phẩm chủ yếu có kích thước nhỏ, dự kiến ​​sản phẩm 6 inch sẽ có khả năng sản xuất hàng loạt quy mô lớn trong 2-3 năm tới, khách hàng hạ nguồn chủ yếu là khách hàng cấp công nghiệp.

Chất nền cacbua silicchuẩn bị là một ngành sử dụng nhiều công nghệ và quy trình, đồng thời quy trình cốt lõi bao gồm:

1. Tổng hợp nguyên liệu thô: bột silicon có độ tinh khiết cao + bột carbon được trộn theo công thức, phản ứng trong buồng phản ứng ở điều kiện nhiệt độ cao trên 2.000 ° C và các hạt cacbua silic có dạng tinh thể và kích thước hạt cụ thể được tổng hợp. Sau khi nghiền, sàng lọc, làm sạch và các quá trình khác, thu được nguyên liệu bột cacbua silic có độ tinh khiết cao đáp ứng yêu cầu phát triển tinh thể.

2. Tăng trưởng tinh thể: Quy trình chủ đạo hiện nay trên thị trường là phương pháp truyền pha khí PVT. Bột cacbua silic được nung nóng trong buồng tăng trưởng chân không, kín ở 2300°C để thăng hoa thành khí phản ứng. Sau đó, nó được chuyển lên bề mặt của tinh thể mầm để lắng đọng nguyên tử và phát triển thành tinh thể đơn cacbua silic.

Ngoài ra, phương pháp pha lỏng sẽ trở thành quy trình chủ đạo trong tương lai. Nguyên nhân là do các khuyết tật trật khớp trong quá trình phát triển tinh thể của phương pháp PVT rất khó kiểm soát. Phương pháp pha lỏng có thể phát triển các tinh thể đơn silicon cacbua mà không bị trật trục vít, trật khớp cạnh và hầu như không có lỗi xếp chồng vì quá trình tăng trưởng ở pha lỏng ổn định. Lợi thế này cung cấp một hướng quan trọng khác và dự trữ phát triển trong tương lai cho công nghệ điều chế các tinh thể đơn silicon cacbua kích thước lớn chất lượng cao.

3. Xử lý tinh thể, chủ yếu bao gồm xử lý phôi, cắt thanh pha lê, mài, đánh bóng, làm sạch và các quá trình khác, và cuối cùng tạo thành chất nền cacbua silic.