De earste generaasje fan semiconductor materialen wurdt fertsjintwurdige troch tradisjoneel silisium (Si) en germanium (Ge), dy't binne de basis foar yntegrearre circuit manufacturing. Se wurde in protte brûkt yn leechspannings-, leechfrekwinsje- en leech-macht transistors en detektors. Mear dan 90% fan semiconductor produkten binne makke fan silisium-basearre materialen;
De twadde generaasje semiconductor materialen wurde fertsjintwurdige troch gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP) en gallium phosphide (GaP). Yn ferliking mei silisium-basearre apparaten hawwe se hege-frekwinsje en hege snelheid opto-elektronyske eigenskippen en wurde in protte brûkt op it mêd fan opto-elektroanika en mikro-elektroanika. ;
De tredde generaasje fan semiconductor materialen wurdt fertsjintwurdige troch opkommende materialen lykas silisium carbide (SiC), gallium nitride (GaN), sink okside (ZnO), diamant (C), en aluminium nitride (AlN).
Silisiumkarbidis in wichtich basismateriaal foar de ûntwikkeling fan de tredde-generaasje semiconductor yndustry. Silicon carbide macht apparaten kinne effektyf foldwaan oan de hege effisjinsje, miniaturization en lichtgewicht easken fan macht elektroanyske systemen mei harren poerbêst hege-spanning ferset, hege temperatuer ferset, lege ferlies en oare eigenskippen.
Fanwegen syn superieure fysike eigenskippen: hege bandgap (oerienkommende mei hege ôfbraak elektrysk fjild en hege krêfttichte), hege elektryske konduktiviteit en hege termyske konduktiviteit, wurdt ferwachte dat it it meast brûkte basismateriaal sil wurde foar it meitsjen fan semiconductor-chips yn 'e takomst . Benammen op it mêd fan nije enerzjyauto's, fotovoltaïske enerzjyopwekking, spoarferfier, tûke netten en oare fjilden hat it fanselssprekkende foardielen.
It SiC-produksjeproses is ferdield yn trije grutte stappen: SiC-ienkristalgroei, epitaksiale laachgroei en apparaatfabryk, dy't oerienkomme mei de fjouwer wichtige skeakels fan 'e yndustriële keten:substraat, epitaksy, apparaten en modules.
De mainstreammetoade foar it produsearjen fan substraten brûkt earst de fysike dampsublimaasjemetoade om it poeder te sublimearjen yn in hege temperatuer fakuümomjouwing, en silisiumkarbidkristallen te groeien op it oerflak fan it siedkristal troch de kontrôle fan in temperatuerfjild. Mei help fan in silisium carbid wafer as substraat, gemyske damp deposition wurdt brûkt om deponearje in laach fan ien kristal op 'e wafel te foarmjen in epitaxial wafer. Under harren kin it groeien fan in silisiumkarbid-epitaksiale laach op in konduktyf silisiumkarbid-substraat wurde makke yn krêftapparaten, dy't benammen brûkt wurde yn elektryske auto's, fotovoltaika en oare fjilden; groeie in gallium nitride epitaksiale laach op in semi-isolearjendesilisium carbid substraatkin fierder makke wurde yn radiofrekwinsjeapparaten, brûkt yn 5G-kommunikaasje en oare fjilden.
Foar no hawwe silisiumkarbidsubstraten de heechste technyske barriêres yn 'e silisiumkarbidyndustryketen, en silisiumkarbidsubstraten binne it dreechste te produsearjen.
It produksjeknelpunt fan SiC is net folslein oplost, en de kwaliteit fan 'e grûnstofkristalpylders is ynstabyl en d'r is in opbringstprobleem, wat liedt ta de hege kosten fan SiC-apparaten. It duorret mar gemiddeld 3 dagen foar silisiummateriaal om te groeien ta in kristalroede, mar it duorret in wike foar in silisiumkarbidkristalstaaf. In algemiene silisiumkristalstaaf kin 200cm lang wurde, mar in silisiumkarbidkristalstaaf kin allinich 2cm lang wurde. Boppedat, SiC sels is in hurd en bros materiaal, en wafels makke fan it binne gefoelich foar edge chipping by it brûken fan tradisjonele meganyske cutting wafer dicing, dat beynfloedet produkt opbringst en betrouberens. SiC-substraten binne hiel oars as tradisjonele silisium ingots, en alles fan apparatuer, prosessen, ferwurking oant snijen moat ûntwikkele wurde om silisiumkarbid te behanneljen.
De silisiumkarbidyndustryketen is benammen ferdield yn fjouwer grutte skeakels: substraat, epitaksy, apparaten en tapassingen. Substraatmaterialen binne de basis fan 'e yndustryketen, epitaksiale materialen binne de kaai foar apparaatfabryk, apparaten binne de kearn fan' e yndustryketen, en applikaasjes binne de driuwende krêft foar yndustriële ûntwikkeling. De streamop-yndustry brûkt grûnstoffen om substraatmaterialen te meitsjen fia fysike dampsublimaasjemetoaden en oare metoaden, en brûkt dan gemyske dampdeposysjemetoaden en oare metoaden om epitaksiale materialen te groeien. De midstream-yndustry brûkt streamopmateriaal om radiofrekwinsjeapparaten, machtapparaten en oare apparaten te meitsjen, dy't úteinlik wurde brûkt yn streamôfwerts 5G-kommunikaasje. , Elektryske auto's, spoarferfier, ensfh. Under harren binne substraat en epitaksy foar 60% fan 'e kosten fan' e yndustryketen en binne de wichtichste wearde fan 'e yndustryketen.
SiC-substraat: SiC-kristallen wurde normaal makke mei de Lely-metoade. Ynternasjonale mainstreamprodukten geane oer fan 4 inch nei 6 inch, en 8-inch conductive substraatprodukten binne ûntwikkele. Ynlânske substraten binne benammen 4 inch. Sûnt de besteande produksjelinen fan 6-inch silisium wafers kinne wurde opwurdearre en omfoarme om SiC-apparaten te produsearjen, sil it hege merkdiel fan 6-inch SiC-substraten foar in lange tiid bewarre wurde.
It proses fan silisiumkarbid substraat is kompleks en lestich te produsearjen. Silisiumkarbidsubstraat is in gearstalde semiconductor ienkristal materiaal gearstald út twa eleminten: koalstof en silisium. Op it stuit brûkt de yndustry benammen koalstofpoeder mei hege suverens en silisiumpoeder mei hege suverens as grûnstoffen om silisiumkarbidpoeder te synthetisearjen. Under in spesjaal temperatuerfjild wurdt de mature fysike damptransmissionmetoade (PVT-metoade) brûkt om silisiumkarbid fan ferskate grutte te groeien yn in kristalgroeiofen. De kristal ingot wurdt úteinlik ferwurke, snije, grûn, gepolijst, skjinmakke en oare meardere prosessen te produsearje in silisium carbid substraat.
Post tiid: mei-22-2024