تدفق العملية الأساسية لركيزة كربيد السيليكون

الركيزة كربيد السيليكونهي مادة مركبة أحادية البلورة شبه موصلة وتتكون من عنصرين، الكربون والسيليكون. إنه يتميز بخصائص فجوة النطاق الكبيرة، والتوصيل الحراري العالي، وقوة مجال الانهيار الحرج العالية، ومعدل انجراف التشبع الإلكتروني العالي. وفقًا لمجالات التطبيق المختلفة، يتضمن التصنيف الأساسي ما يلي:

1) النوع الموصل: يمكن تصنيعه أيضًا في أجهزة الطاقة مثل صمامات شوتكي الثنائية، MOSFET، IGBT، وما إلى ذلك، والتي تستخدم في مركبات الطاقة الجديدة، والنقل بالسكك الحديدية، ونقل وتحويل الطاقة العالية.

2) النوع شبه العازل: يمكن تصنيعه أيضًا في أجهزة ترددات راديو الميكروويف مثل HEMT، والتي تستخدم في اتصالات المعلومات، والكشف عن الراديو وغيرها من المجالات.

موصلركائز كربيد السيليكونتستخدم بشكل رئيسي في مركبات الطاقة الجديدة والخلايا الكهروضوئية وغيرها من المجالات. تُستخدم ركائز SiC شبه العازلة بشكل أساسي في ترددات الراديو 5G وغيرها من المجالات. بدأت الركيزة السائدة الحالية من SiC مقاس 6 بوصات في الخارج في عام 2010 تقريبًا، والفجوة الإجمالية بين الصين والخارج في مجال SiC أصغر من فجوة أشباه الموصلات التقليدية القائمة على السيليكون. بالإضافة إلى ذلك، مع تطور ركائز SiC نحو أحجام أكبر، تضيق الفجوة بين الصين والخارج. في الوقت الحاضر، بذل القادة في الخارج جهودًا للوصول إلى 8 بوصات، وعملاء المصب هم بشكل أساسي من فئة السيارات. محليًا، تكون المنتجات صغيرة الحجم بشكل أساسي، ومن المتوقع أن تتمتع المنتجات مقاس 6 بوصات بقدرات إنتاج ضخمة على نطاق واسع خلال العامين أو الثلاثة أعوام القادمة، حيث يكون العملاء النهائيون بشكل أساسي عملاء من الدرجة الصناعية.

الركيزة كربيد السيليكونيعد الإعداد صناعة كثيفة التقنية والعمليات، ويتضمن تدفق العملية الأساسية ما يلي:

1. تصنيع المواد الخام: يتم خلط مسحوق السيليكون عالي النقاء + مسحوق الكربون وفقًا للصيغة، ويتفاعل في غرفة التفاعل تحت ظروف درجة الحرارة العالية فوق 2000 درجة مئوية، ويتم تصنيع جزيئات كربيد السيليكون ذات شكل بلوري محدد وحجم جسيمات. بعد التكسير والغربلة والتنظيف وغيرها من العمليات، يتم الحصول على مواد خام مسحوق كربيد السيليكون عالية النقاء والتي تلبي متطلبات نمو البلورات.

2. نمو البلورات: العملية السائدة الحالية في السوق هي طريقة نقل الطور الغازي PVT. يتم تسخين مسحوق كربيد السيليكون في غرفة نمو مغلقة ومفرغة عند درجة حرارة 2300 درجة مئوية لتساميه إلى غاز التفاعل. يتم بعد ذلك نقلها إلى سطح بلورة البذور للترسيب الذري وتنميتها لتصبح بلورة واحدة من كربيد السيليكون.

بالإضافة إلى ذلك، سوف تصبح طريقة الطور السائل هي العملية السائدة في المستقبل. والسبب هو أنه من الصعب السيطرة على عيوب الخلع في عملية النمو البلوري لطريقة PVT. يمكن لطريقة الطور السائل أن تنمو بلورات مفردة من كربيد السيليكون دون خلع المسمار، وخلع الحواف، وتقريباً لا توجد أخطاء في التراص لأن عملية النمو تكون في مرحلة سائلة مستقرة. توفر هذه الميزة اتجاهًا مهمًا آخر واحتياطي تطوير مستقبلي لتكنولوجيا تحضير بلورات كربيد السيليكون المفردة عالية الجودة كبيرة الحجم.

3. معالجة الكريستال، بما في ذلك معالجة السبائك وقطع قضبان الكريستال والطحن والتلميع والتنظيف وغيرها من العمليات، وأخيرًا تشكيل ركيزة كربيد السيليكون.