Першае пакаленне паўправадніковых матэрыялаў прадстаўлена традыцыйнымі крэмніем (Si) і германіем (Ge), якія з'яўляюцца асновай для вытворчасці інтэгральных схем. Яны шырока выкарыстоўваюцца ў нізкавольтных, нізкачашчынных і маламагутных транзістарах і дэтэктарах. Больш за 90% паўправадніковых прадуктаў вырабляюцца з матэрыялаў на аснове крэмнію;
Паўправадніковыя матэрыялы другога пакалення прадстаўлены арсенідам галію (GaAs), фасфідам індыя (InP) і фасфідам галію (GaP). У параўнанні з прыладамі на аснове крэмнія, яны валодаюць высокачашчыннымі і хуткадзейнымі оптаэлектроннымі ўласцівасцямі і шырока выкарыстоўваюцца ў галінах оптаэлектронікі і мікраэлектронікі. ;
Трэцяе пакаленне паўправадніковых матэрыялаў прадстаўлена новымі матэрыяламі, такімі як карбід крэмнія (SiC), нітрыд галію (GaN), аксід цынку (ZnO), алмаз (C) і нітрыд алюмінія (AlN).
Карбід крэмніюз'яўляецца важным базавым матэрыялам для развіцця паўправадніковай прамысловасці трэцяга пакалення. Прылады харчавання з карбіду крэмнію могуць эфектыўна задаволіць патрабаванні да высокай эфектыўнасці, мініяцюрызацыі і палегчанасці сілавых электронных сістэм з іх выдатнай устойлівасцю да высокага напружання, высокай тэмпературы, нізкімі стратамі і іншымі ўласцівасцямі.
Чакаецца, што з-за яго найвышэйшых фізічных уласцівасцей: вялікай шырыні забароненай зоны (адпаведнай моцнаму электрычнаму полю прабоя і высокай шчыльнасці магутнасці), высокай электраправоднасці і высокай цеплаправоднасці, ён стане найбольш шырока выкарыстоўваным асноўным матэрыялам для вырабу паўправадніковых чыпаў у будучыні. . Асабліва ў галіне новых энергетычных транспартных сродкаў, фотаэлектрычнай вытворчасці электраэнергіі, чыгуначнага транспарту, разумных сетак і іншых галінах, гэта мае відавочныя перавагі.
Працэс вытворчасці SiC падзелены на тры асноўныя этапы: вырошчванне монакрышталя SiC, нарошчванне эпітаксіяльнага пласта і вытворчасць прылады, якія адпавядаюць чатыром асноўным звёнам прамысловага ланцужка:падкладка, эпітаксія, прылады і модулі.
Асноўны метад вытворчасці падкладак спачатку выкарыстоўвае метад фізічнай сублімацыі парашка для сублімацыі парашка ў высокатэмпературным вакуумным асяроддзі і вырошчвання крышталяў карбіду крэмнію на паверхні затравальнага крышталя праз кантроль тэмпературнага поля. Выкарыстоўваючы пласціну з карбіду крэмнію ў якасці падкладкі, хімічнае асаджэнне з паравай фазы выкарыстоўваецца для нанясення пласта монакрышталя на пласціну для фарміравання эпітаксіяльнай пласціны. Сярод іх вырошчванне эпітаксіяльнага пласта карбіду крэмнію на токаправоднай падкладцы з карбіду крэмнія можа быць зроблена ў сілавых прыладах, якія ў асноўным выкарыстоўваюцца ў электрамабілях, фотаэлектрыцы і іншых галінах; вырошчванне эпітаксіяльнага пласта нітрыду галію на паўізалятарыпадкладка з карбіду крэмніяу далейшым могуць быць ператвораны ў радыёчастотныя прылады, якія выкарыстоўваюцца ў сувязі 5G і ў іншых галінах.
На дадзены момант падкладкі з карбіду крэмнію маюць самыя высокія тэхнічныя бар'еры ў ланцугу вытворчасці карбіду крэмнію, а падкладкі з карбіду крэмнію складаней за ўсё вырабляць.
Вузкае месца ў вытворчасці SiC не было цалкам вырашана, а якасць сыравіны крышталічных слупоў нестабільная і існуе праблема выхаду, што прыводзіць да высокага кошту прылад SiC. Каб крамянёвы матэрыял ператварыўся ў крыштальны стрыжань, у сярэднім патрабуецца ўсяго 3 дні, а крышталічны стрыжань з карбіду крэмнію займае тыдзень. Звычайна крыштальны стрыжань з крэмнію можа вырасці ў даўжыню да 200 см, а крышталічны стрыжань з карбіду крэмнію можа вырасці толькі на 2 см. Больш за тое, SiC сам па сабе з'яўляецца цвёрдым і далікатным матэрыялам, і вырабленыя з яго пласціны схільныя да сколаў краёў пры выкарыстанні традыцыйнай механічнай рэзкі пласцін кубікамі, што ўплывае на выхад і надзейнасць прадукту. Падкладкі SiC моцна адрозніваюцца ад традыцыйных крамянёвых зліткаў, і ўсё, ад абсталявання, працэсаў, апрацоўкі да рэзкі, павінна быць распрацавана для працы з карбідам крэмнію.
Прамысловы ланцужок карбіду крэмнію ў асноўным дзеліцца на чатыры асноўныя звёны: падкладка, эпітаксія, прылады і прымяненне. Матэрыялы падкладкі з'яўляюцца асновай прамысловай ланцужкі, эпітаксійныя матэрыялы з'яўляюцца ключом да вытворчасці прылад, прылады з'яўляюцца ядром прамысловай ланцужкі, а прымяненне з'яўляецца рухаючай сілай прамысловага развіцця. Галоўная прамысловасць выкарыстоўвае сыравіну для вырабу матэрыялаў падкладкі з дапамогай метадаў фізічнай сублімацыі парай і іншымі метадамі, а затым выкарыстоўвае метады хімічнага нанясення пара і іншыя метады для вырошчвання эпітаксіяльных матэрыялаў. Прамысловасць сярэдняга патоку выкарыстоўвае матэрыялы для вырабу радыёчастотных прылад, прылад харчавання і іншых прылад, якія ў канчатковым выніку выкарыстоўваюцца ў сувязі 5G. , электрамабілі, чыгуначны транзіт і г. д. Сярод іх падкладка і эпітаксія складаюць 60% кошту галіновай ланцужкі і з'яўляюцца асноўнай каштоўнасцю галіновай ланцужкі.
Падкладка SiC: Крышталі SiC звычайна вырабляюцца па метадзе Lely. Міжнародныя асноўныя прадукты пераходзяць з 4 цаляў на 6 цаляў, і былі распрацаваны 8-цалевыя прадукты з токаправоднай падкладкай. Айчынныя падкладкі ў асноўным 4 цалі. Паколькі існуючыя лініі па вытворчасці 6-цалевых крэмніевых пласцін могуць быць мадэрнізаваны і пераўтвораны для вытворчасці прылад з карбіду карбіду, высокая доля рынку 6-цалевых падкладак з карбіда карбіду будзе захоўвацца на працягу доўгага часу.
Працэс падкладкі з карбіду крэмнія складаны і складаны ў вытворчасці. Падкладка з карбіду крэмнія - гэта складаны паўправадніковы монакрышталічны матэрыял, які складаецца з двух элементаў: вугляроду і крэмнію. У цяперашні час прамысловасць у асноўным выкарыстоўвае вугляродны парашок высокай чысціні і парашок крэмнія высокай чысціні ў якасці сыравіны для сінтэзу парашка карбіду крэмнію. У спецыяльным тэмпературным полі для вырошчвання карбіду крэмнію розных памераў у печы для вырошчвання крышталяў выкарыстоўваецца спелы метад фізічнай перадачы пары (метад PVT). Крышталічны злітак канчаткова апрацоўваецца, выразаецца, шліфуецца, паліруецца, чысціцца і выконваецца некалькі іншых працэсаў для атрымання падкладкі з карбіду крэмнію.
Час размяшчэння: 22 мая 2024 г