جریان فرآیند هسته بستر کاربید سیلیکون

بستر کاربید سیلیکونیک ماده نیمه هادی تک کریستالی مرکب است که از دو عنصر کربن و سیلیکون تشکیل شده است. دارای ویژگی های شکاف باند بزرگ، هدایت حرارتی بالا، قدرت میدان شکست بحرانی بالا و نرخ رانش اشباع الکترون بالا است. با توجه به زمینه های مختلف برنامه های پایین دستی، طبقه بندی اصلی شامل موارد زیر است:

1) نوع رسانا: می توان آن را به دستگاه های قدرتی مانند دیودهای شاتکی، ماسفت، IGBT و غیره تبدیل کرد که در وسایل نقلیه انرژی جدید، حمل و نقل ریلی و انتقال و تبدیل پرقدرت استفاده می شود.

2) نوع نیمه عایق: می توان آن را بیشتر به دستگاه های فرکانس رادیویی مایکروویو مانند HEMT ساخت که در ارتباطات اطلاعاتی، تشخیص رادیویی و سایر زمینه ها استفاده می شود.

رسانابسترهای SiCعمدتاً در وسایل نقلیه انرژی جدید، فتوولتائیک و سایر زمینه ها استفاده می شود. بسترهای SiC نیمه عایق عمدتاً در فرکانس رادیویی 5G و سایر زمینه ها استفاده می شود. بستر اصلی فعلی SiC 6 اینچی در خارج از کشور حدود سال 2010 آغاز شد و شکاف کلی بین چین و خارج از کشور در زمینه SiC کمتر از نیمه هادی های سنتی مبتنی بر سیلیکون است. علاوه بر این، با توسعه بسترهای SiC به سمت اندازه های بزرگتر، شکاف بین چین و خارج از کشور در حال کاهش است. در حال حاضر، رهبران خارج از کشور تلاش هایی را برای 8 اینچ انجام داده اند و مشتریان پایین دستی عمدتاً از کلاس خودرو هستند. در داخل کشور، محصولات عمدتاً در اندازه کوچک هستند و انتظار می‌رود که محصولات 6 اینچی در 2 تا 3 سال آینده قابلیت تولید انبوه در مقیاس بزرگ داشته باشند و مشتریان پایین‌دستی عمدتاً مشتریان صنعتی باشند.

بستر کاربید سیلیکونآماده سازی یک صنعت فناوری و فرآیند فشرده است و جریان اصلی فرآیند شامل:

1. سنتز مواد خام: پودر سیلیکون با خلوص بالا + پودر کربن طبق فرمول مخلوط می شوند، در محفظه واکنش تحت شرایط دمای بالا بالای 2000 درجه سانتیگراد واکنش داده می شوند و ذرات کاربید سیلیکون با فرم کریستالی خاص و اندازه ذرات سنتز می شوند. پس از خرد کردن، غربالگری، تمیز کردن و سایر فرآیندها، مواد خام پودر کاربید سیلیکون با خلوص بالا که نیازهای رشد کریستال را برآورده می کند، به دست می آید.

2. رشد کریستال: فرآیند اصلی فعلی در بازار، روش انتقال فاز گاز PVT است. پودر کاربید سیلیکون در یک محفظه رشد بسته و خلاء در دمای 2300 درجه سانتیگراد حرارت داده می شود تا به گاز واکنش تبدیل شود. سپس برای رسوب اتمی به سطح کریستال دانه منتقل می شود و به یک تک کریستال کاربید سیلیکون رشد می کند.

علاوه بر این، روش فاز مایع در آینده به فرآیند اصلی تبدیل خواهد شد. دلیل آن این است که عیوب دررفتگی در فرآیند رشد کریستال روش PVT به سختی قابل کنترل است. روش فاز مایع می‌تواند تک کریستال‌های کاربید سیلیکون را بدون دررفتگی پیچ، نابجایی لبه‌ها و تقریباً بدون خطای روی هم رشد دهد زیرا فرآیند رشد در فاز مایع پایدار است. این مزیت یک جهت مهم دیگر و ذخیره توسعه آینده را برای فناوری آماده سازی تک کریستال های کاربید سیلیکون با اندازه بزرگ با کیفیت بالا فراهم می کند.

3. پردازش کریستال، به طور عمده شامل پردازش شمش، برش میله کریستال، سنگ زنی، پرداخت، تمیز کردن و فرآیندهای دیگر، و در نهایت تشکیل یک بستر کاربید سیلیکون.