Siliziumkarbid-Substrat

Der Prozess vonSiliziumkarbid-Substratist komplex und schwer herzustellen.SiC-Substratnimmt mit 47 % den Hauptwert der Industriekette ein. Es wird erwartet, dass sie mit der Erweiterung der Produktionskapazität und der Verbesserung der Ausbeute in Zukunft auf 30 % sinken wird.

Aus der Perspektive der elektrochemischen EigenschaftenSiliziumkarbid-SubstratMaterialien können in leitfähige Substrate (Widerstandsbereich 15–30 mΩ·cm) und halbisolierende Substrate (Widerstand über 105 Ω·cm) unterteilt werden. Diese beiden Arten von Substraten werden nach epitaktischem Wachstum zur Herstellung diskreter Bauelemente wie Leistungsbauelemente und Hochfrequenzbauelemente verwendet. Darunter:

1. Halbisolierendes Siliziumkarbid-Substrat: Wird hauptsächlich bei der Herstellung von Galliumnitrid-Hochfrequenzgeräten, optoelektronischen Geräten usw. verwendet. Durch Aufwachsen einer Galliumnitrid-Epitaxieschicht auf einem halbisolierenden Siliziumkarbid-Substrat entsteht ein Galliumnitrid-Epitaxie auf Siliziumkarbidbasis Es wird ein Wafer erhalten, der weiter zu Galliumnitrid-Hochfrequenzgeräten wie HEMT verarbeitet werden kann.

2. Leitfähiges Siliziumkarbidsubstrat: Wird hauptsächlich bei der Herstellung von Leistungsgeräten verwendet. Im Gegensatz zum herkömmlichen Herstellungsprozess für Siliziumkarbid-Leistungsbauelemente können Siliziumkarbid-Leistungsbauelemente nicht direkt auf einem Siliziumkarbid-Substrat hergestellt werden. Es ist notwendig, eine Siliziumkarbid-Epitaxieschicht auf einem leitfähigen Substrat wachsen zu lassen, um einen Siliziumkarbid-Epitaxiewafer zu erhalten, und dann Schottky-Dioden, MOSFETs, IGBTs und andere Leistungsbauelemente auf der Epitaxieschicht herzustellen.

Der Hauptprozess gliedert sich in die folgenden drei Schritte:

1. Rohstoffsynthese: Hochreines Siliziumpulver + Kohlenstoffpulver gemäß der Formel mischen, in der Reaktionskammer unter Hochtemperaturbedingungen über 2000 °C reagieren und Siliziumkarbidpartikel spezifischer Kristallform und Partikelgröße synthetisieren. Anschließend werden durch Zerkleinern, Sieben, Reinigen und andere Prozesse hochreine Siliziumkarbid-Pulver-Rohstoffe erhalten, die den Anforderungen entsprechen.

2. Kristallwachstum: Es ist das wichtigste Prozessglied bei der Herstellung von Siliziumkarbid-Substraten und bestimmt die elektrischen Eigenschaften von Siliziumkarbid-Substraten. Derzeit sind die Hauptmethoden des Kristallwachstums der physikalische Dampftransport (PVT), die chemische Hochtemperatur-Gasphasenabscheidung (HT-CVD) und die Flüssigphasenepitaxie (LPE). Unter diesen ist PVT derzeit die gängige Methode für das kommerzielle Wachstum von SiC-Substraten mit der höchsten technischen Reife und der breitesten technischen Anwendung.

3. Kristallverarbeitung: Durch Barrenverarbeitung, Kristallstabschneiden, Schleifen, Polieren, Reinigen und andere Verbindungen wird der Siliziumkarbid-Kristallstab zu einem Substrat verarbeitet.