الركيزة كربيد السيليكون

عمليةالركيزة كربيد السيليكونمعقدة ويصعب تصنيعها.الركيزة كربيد السيليكونتحتل القيمة الرئيسية لسلسلة الصناعة، وهو ما يمثل 47٪. ومن المتوقع أنه مع توسع الطاقة الإنتاجية وتحسن العائد في المستقبل، من المتوقع أن تنخفض إلى 30٪.

من حيث الخواص الكهروكيميائيةالركيزة كربيد السيليكونيمكن تقسيم المواد إلى ركائز موصلة (نطاق المقاومة 15 ~ 30mΩ·cm) وركائز شبه عازلة (المقاومة أعلى من 105Ω·cm). يتم استخدام هذين النوعين من الركائز لتصنيع أجهزة منفصلة مثل أجهزة الطاقة وأجهزة التردد اللاسلكي بعد النمو الفوقي. فيما بينها:

1. الركيزة شبه العازلة من كربيد السيليكون: تستخدم بشكل رئيسي في تصنيع أجهزة الترددات الراديوية من نيتريد الغاليوم، والأجهزة الإلكترونية الضوئية، وما إلى ذلك. عن طريق تنمية طبقة فوقية من نيتريد الغاليوم على ركيزة من كربيد السيليكون شبه عازلة، يتم إنشاء طبقة فوقية من نيتريد الغاليوم قائمة على كربيد السيليكون يتم الحصول على الرقاقة، والتي يمكن تحويلها أيضًا إلى أجهزة تردد راديوي من نيتريد الغاليوم مثل HEMT.

2. ركيزة كربيد السيليكون الموصلة: تستخدم بشكل رئيسي في صناعة أجهزة الطاقة. على عكس عملية تصنيع أجهزة طاقة السيليكون التقليدية، لا يمكن تصنيع أجهزة طاقة كربيد السيليكون مباشرة على ركيزة من كربيد السيليكون. من الضروري تنمية طبقة الفوقي من كربيد السيليكون على ركيزة موصلة للحصول على رقاقة الفوقي من كربيد السيليكون، ومن ثم تصنيع صمامات شوتكي الثنائية والدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFETs) وIGBTs وأجهزة الطاقة الأخرى على الطبقة الفوقية.

وتنقسم العملية الرئيسية إلى الخطوات الثلاث التالية:

1. تصنيع المواد الخام: خلط مسحوق السيليكون عالي النقاء + مسحوق الكربون وفقًا للصيغة، والتفاعل في غرفة التفاعل تحت ظروف درجات الحرارة العالية فوق 2000 درجة مئوية، وتجميع جزيئات كربيد السيليكون ذات شكل بلوري وحجم جسيم محدد. ثم من خلال التكسير والغربلة والتنظيف وغيرها من العمليات، يتم الحصول على مواد خام مسحوق كربيد السيليكون عالية النقاء والتي تلبي المتطلبات.

2. النمو البلوري: هو رابط العملية الأساسية في تصنيع ركائز كربيد السيليكون ويحدد الخواص الكهربائية لركائز كربيد السيليكون. في الوقت الحاضر، الطرق الرئيسية لنمو البلورات هي نقل البخار الفيزيائي (PVT)، ترسيب البخار الكيميائي عالي الحرارة (HT-CVD) ونضوج الطور السائل (LPE). من بينها، PVT هي الطريقة السائدة للنمو التجاري لركائز SiC في هذه المرحلة، مع أعلى نضج تقني وأوسع تطبيق هندسي.

3. معالجة الكريستال: من خلال معالجة السبائك، قطع قضبان الكريستال، الطحن، التلميع، التنظيف وغيرها من الروابط، تتم معالجة قضيب كريستال كربيد السيليكون إلى ركيزة.