Bahan semikonduktor generasi pisanan diwakili dening silikon tradisional (Si) lan germanium (Ge), sing dadi basis manufaktur sirkuit terpadu. Digunakake sacara wiyar ing transistor lan detektor voltase rendah, frekuensi rendah, lan kurang daya. Luwih saka 90% produk semikonduktor Digawe saka bahan basis silikon;
Bahan semikonduktor generasi kapindho diwakili dening gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP) lan gallium phosphide (GaP). Dibandhingake karo piranti basis silikon, padha duwe frekuensi dhuwur lan optoelektronik kacepetan dhuwur lan digunakake digunakake ing lapangan optoelektronik lan mikroelektronik. ;
Bahan semikonduktor generasi katelu diwakili dening bahan sing muncul kayata silikon karbida (SiC), galium nitrida (GaN), seng oksida (ZnO), berlian (C), lan aluminium nitrida (AlN).
Silicon karbidaminangka bahan dhasar sing penting kanggo pangembangan industri semikonduktor generasi katelu. Piranti tenaga silikon karbida kanthi efektif bisa nyukupi efisiensi, miniaturisasi lan syarat entheng sistem elektronik daya kanthi resistensi voltase dhuwur sing apik, tahan suhu dhuwur, mundhut murah lan sifat liyane.
Amarga sifat fisik sing unggul: celah pita dhuwur (cocog karo medan listrik sing rusak lan kapadhetan daya dhuwur), konduktivitas listrik sing dhuwur, lan konduktivitas termal sing dhuwur, samesthine bakal dadi bahan dhasar sing paling akeh digunakake kanggo nggawe chip semikonduktor ing mangsa ngarep. . Utamane ing lapangan kendaraan energi anyar, pembangkit listrik fotovoltaik, transit rel, jaringan cerdas lan lapangan liyane, duwe kaluwihan sing jelas.
Proses produksi SiC dipérang dadi telung langkah utama: wutah kristal tunggal SiC, pertumbuhan lapisan epitaxial lan manufaktur piranti, sing cocog karo papat tautan utama rantai industri:substrate, epitaksi, piranti lan modul.
Cara utama saka substrat manufaktur pisanan nggunakake cara sublimasi uap fisik kanggo sublimate wêdakakêna ing lingkungan vakum suhu dhuwur, lan tuwuh kristal silikon karbida ing lumahing kristal wiji liwat kontrol lapangan suhu. Nggunakake wafer silikon karbida minangka substrat, deposisi uap kimia digunakake kanggo nyelehake lapisan kristal tunggal ing wafer kanggo mbentuk wafer epitaxial. Antarane wong-wong mau, tuwuh lapisan epitaxial silikon karbida ing substrat silikon karbida konduktif bisa digawe piranti daya, kang utamané dipigunakaké ing kendaraan listrik, photovoltaics lan kothak liyane; ngembangake lapisan epitaxial gallium nitride ing semi-insulatingsubstrat silikon karbidabisa luwih digawe menyang piranti frekuensi radio, digunakake ing komunikasi 5G lan lapangan liyane.
Saiki, substrat silikon karbida duwe alangan teknis paling dhuwur ing rantai industri karbida silikon, lan substrat karbida silikon sing paling angel diprodhuksi.
Kemacetan produksi SiC durung rampung rampung, lan kualitas pilar kristal bahan mentah ora stabil lan ana masalah ngasilake, sing nyebabake biaya piranti SiC sing dhuwur. Mung butuh rata-rata 3 dina kanggo bahan silikon tuwuh dadi rod kristal, nanging butuh seminggu kanggo batang kristal silikon karbida. Batang kristal silikon umum bisa tuwuh dawane 200cm, nanging batang kristal silikon karbida mung bisa tuwuh dawane 2cm. Kajaba iku, SiC dhewe minangka bahan sing atos lan rapuh, lan wafer sing digawe saka iku rentan kanggo chipping pinggiran nalika nggunakake dicing wafer pemotongan mekanik tradisional, sing mengaruhi asil lan linuwih produk. Substrat SiC beda banget karo ingot silikon tradisional, lan kabeh saka peralatan, proses, pangolahan nganti nglereni kudu dikembangake kanggo nangani silikon karbida.
Rantai industri karbida silikon utamane dipérang dadi papat tautan utama: substrat, epitaksi, piranti lan aplikasi. Bahan substrat minangka dhasar rantai industri, bahan epitaxial minangka kunci kanggo manufaktur piranti, piranti minangka inti saka rantai industri, lan aplikasi minangka tenaga pendorong kanggo pangembangan industri. Industri hulu nggunakake bahan mentah kanggo nggawe bahan substrat liwat metode sublimasi uap fisik lan metode liyane, banjur nggunakake metode deposisi uap kimia lan cara liya kanggo tuwuh bahan epitaxial. Industri midstream nggunakake bahan hulu kanggo nggawe piranti frekuensi radio, piranti daya lan piranti liyane, sing pungkasane digunakake ing komunikasi 5G hilir. , kendaraan listrik, transit rel, lan liya-liyane. Ing antarane, substrat lan epitaksi 60% saka biaya rantai industri lan minangka nilai utama rantai industri.
Substrat SiC: Kristal SiC biasane digawe nggunakake metode Lely. Produk mainstream internasional transisi saka 4 inci dadi 6 inci, lan produk substrat konduktif 8 inci wis dikembangake. Substrat domestik utamane 4 inci. Wiwit garis produksi wafer silikon 6-inci sing ana bisa diupgrade lan diowahi kanggo ngasilake piranti SiC, pangsa pasar dhuwur saka substrat SiC 6-inci bakal tetep suwe.
Proses substrat silikon karbida rumit lan angel diprodhuksi. Substrat silikon karbida minangka bahan semikonduktor senyawa kristal tunggal sing kasusun saka rong unsur: karbon lan silikon. Ing saiki, industri utamané nggunakake wêdakakêna karbon kemurnian dhuwur lan wêdakakêna silikon kemurnian dhuwur minangka bahan baku kanggo sintesis bubuk silikon karbida. Ing lapangan suhu khusus, metode transmisi uap fisik diwasa (metode PVT) digunakake kanggo tuwuh karbida silikon kanthi ukuran sing beda-beda ing tungku pertumbuhan kristal. Ingot kristal pungkasane diproses, dipotong, digiling, dipoles, diresiki lan pirang-pirang proses kanggo ngasilake substrat silikon karbida.
Wektu kirim: Mei-22-2024