Silicon Carbide Substrate

Ang proseso ngsubstrate ng silikon karbidaay kumplikado at mahirap gawin.SiC substratesumasakop sa pangunahing halaga ng kadena ng industriya, accounting para sa 47%. Inaasahan na sa pagpapalawak ng kapasidad ng produksyon at pagpapabuti ng ani sa hinaharap, inaasahang bababa ito sa 30%.

Mula sa pananaw ng mga katangian ng electrochemical,substrate ng silikon karbidaang mga materyales ay maaaring nahahati sa conductive substrates (resistivity range 15~30mΩ·cm) at semi-insulating substrates (resistivity na mas mataas sa 105Ω·cm). Ang dalawang uri ng substrate na ito ay ginagamit upang gumawa ng mga discrete na device gaya ng mga power device at radio frequency device pagkatapos ng epitaxial growth. Sa kanila:

1. Semi-insulating silicon carbide substrate: pangunahing ginagamit sa paggawa ng gallium nitride radio frequency device, optoelectronic device, atbp. Sa pamamagitan ng pagpapalaki ng gallium nitride epitaxial layer sa isang semi-insulating silicon carbide substrate, isang silicon carbide-based gallium nitride epitaxial wafer ay nakuha, na maaaring higit pang gawin sa gallium nitride radio frequency device tulad ng HEMT.

2. Conductive silicon carbide substrate: pangunahing ginagamit sa paggawa ng mga power device. Hindi tulad ng tradisyunal na proseso ng pagmamanupaktura ng silicon power device, ang mga silicone carbide power device ay hindi maaaring direktang gawin sa isang silicon carbide substrate. Kinakailangang palaguin ang isang silicon carbide epitaxial layer sa isang conductive substrate upang makakuha ng silicon carbide epitaxial wafer, at pagkatapos ay gumawa ng Schottky diodes, MOSFET, IGBT at iba pang power device sa epitaxial layer.

Ang pangunahing proseso ay nahahati sa sumusunod na tatlong hakbang:

1. Raw material synthesis: Paghaluin ang high-purity silicon powder + carbon powder ayon sa formula, mag-react sa reaction chamber sa ilalim ng mataas na temperatura na kondisyon sa itaas 2000°C, at mag-synthesize ng mga particle ng silicon carbide na may partikular na anyo ng kristal at laki ng butil. Pagkatapos ay sa pamamagitan ng pagdurog, screening, paglilinis at iba pang mga proseso, ang high-purity na silicon carbide powder na hilaw na materyales na nakakatugon sa mga kinakailangan ay nakuha.

2. Paglago ng kristal: Ito ang pinaka-core na link ng proseso sa paggawa ng mga substrate ng silicon carbide at tinutukoy ang mga katangian ng elektrikal ng mga substrate ng silicon carbide. Sa kasalukuyan, ang pangunahing paraan ng paglaki ng kristal ay ang physical vapor transport (PVT), high-temperature chemical vapor deposition (HT-CVD) at liquid phase epitaxy (LPE). Kabilang sa mga ito, ang PVT ay ang pangunahing paraan para sa komersyal na paglago ng mga substrate ng SiC sa yugtong ito, na may pinakamataas na teknikal na kapanahunan at ang pinakamalawak na aplikasyon sa engineering.

3. Pagproseso ng kristal: Sa pamamagitan ng pagpoproseso ng ingot, pagputol ng kristal na baras, paggiling, pag-polish, paglilinis at iba pang mga link, ang silicon carbide crystal rod ay naproseso sa isang substrate.