Flux de processus de base du substrat en carbure de silicium

Substrat en carbure de siliciumest un matériau monocristallin semi-conducteur composé composé de deux éléments, le carbone et le silicium. Il présente les caractéristiques d'une large bande interdite, d'une conductivité thermique élevée, d'une intensité de champ de claquage critique élevée et d'un taux de dérive de saturation électronique élevé. Selon les différents domaines d'application en aval, la classification principale comprend :

1) Type conducteur : il peut ensuite être transformé en dispositifs d'alimentation tels que les diodes Schottky, MOSFET, IGBT, etc., qui sont utilisés dans les véhicules à énergie nouvelle, le transport ferroviaire ainsi que la transmission et la transformation de haute puissance.

2) Type semi-isolant : il peut en outre être transformé en dispositifs radiofréquences micro-ondes tels que HEMT, qui sont utilisés dans la communication d'informations, la détection radio et d'autres domaines.

ConducteurSubstrats SiCsont principalement utilisés dans les véhicules à énergies nouvelles, le photovoltaïque et d'autres domaines. Les substrats SiC semi-isolants sont principalement utilisés dans les radiofréquences 5G et dans d’autres domaines. Le substrat SiC de 6 pouces actuel a été lancé à l'étranger vers 2010, et l'écart global entre la Chine et l'étranger dans le domaine du SiC est plus petit que celui des semi-conducteurs traditionnels à base de silicium. De plus, à mesure que les substrats SiC évoluent vers des tailles plus grandes, l’écart entre la Chine et l’étranger se réduit. À l'heure actuelle, les dirigeants étrangers ont fait des efforts pour atteindre 8 pouces et les clients en aval sont principalement de qualité automobile. Au niveau national, les produits sont principalement de petite taille, et les produits de 6 pouces devraient avoir des capacités de production de masse à grande échelle au cours des 2-3 prochaines années, les clients en aval étant principalement des clients de qualité industrielle.

Substrat en carbure de siliciumla préparation est une industrie à forte intensité technologique et de processus, et le flux de processus principal comprend :

1. Synthèse des matières premières : de la poudre de silicium de haute pureté + de la poudre de carbone sont mélangées selon la formule, réagissent dans la chambre de réaction dans des conditions de température élevée au-dessus de 2 000 °C, et des particules de carbure de silicium de forme cristalline et de taille de particule spécifiques sont synthétisées. Après concassage, criblage, nettoyage et autres processus, des matières premières en poudre de carbure de silicium de haute pureté qui répondent aux exigences de croissance cristalline sont obtenues.

2. Croissance cristalline : Le processus dominant actuel sur le marché est la méthode de transmission en phase gazeuse PVT. La poudre de carbure de silicium est chauffée dans une chambre de croissance fermée sous vide à 2 300 °C pour la sublimer en gaz de réaction. Il est ensuite transféré à la surface du germe cristallin pour un dépôt atomique et transformé en un monocristal de carbure de silicium.

De plus, la méthode en phase liquide deviendra le procédé courant à l’avenir. La raison en est que les défauts de dislocation dans le processus de croissance cristalline du procédé PVT sont difficiles à contrôler. La méthode en phase liquide peut faire croître des monocristaux de carbure de silicium sans dislocations de vis, sans dislocations de bord et presque sans défauts d'empilement car le processus de croissance se déroule dans une phase liquide stable. Cet avantage offre une autre direction importante et une réserve de développement futur pour la technologie de préparation de monocristaux de carbure de silicium de grande taille et de haute qualité.

3. Traitement des cristaux, comprenant principalement le traitement des lingots, la coupe de tiges de cristal, le meulage, le polissage, le nettoyage et d'autres processus, et enfin la formation d'un substrat en carbure de silicium.