1세대 반도체 재료는 집적 회로 제조의 기초가 되는 전통적인 실리콘(Si)과 게르마늄(Ge)으로 대표됩니다. 이는 저전압, 저주파, 저전력 트랜지스터 및 검출기에 널리 사용됩니다. 반도체 제품의 90% 이상이 실리콘 기반 소재로 만들어집니다.
2세대 반도체 소재는 갈륨비소(GaAs), 인듐인화물(InP), 갈륨인화물(GaP)로 대표된다. 실리콘 기반 장치와 비교하여 고주파 및 고속 광전자 특성을 가지며 광전자공학 및 마이크로전자공학 분야에서 널리 사용됩니다. ;
3세대 반도체 소재는 탄화규소(SiC), 질화갈륨(GaN), 산화아연(ZnO), 다이아몬드(C), 질화알루미늄(AlN) 등 신흥 소재로 대표된다.
탄화규소3세대 반도체 산업 발전을 위한 중요한 기초소재입니다. 실리콘 카바이드 전력 장치는 탁월한 고전압 저항, 고온 저항, 저손실 및 기타 특성을 통해 전력 전자 시스템의 고효율, 소형화 및 경량화 요구 사항을 효과적으로 충족할 수 있습니다.
높은 밴드갭(높은 항복전계 및 높은 전력밀도에 해당), 높은 전기 전도성, 높은 열 전도성 등 우수한 물리적 특성으로 인해 향후 반도체 칩 제조에 가장 널리 사용되는 기초 소재가 될 것으로 예상됩니다. . 특히 신에너지 차량, 태양광 발전, 철도 운송, 스마트 그리드 및 기타 분야에서는 분명한 이점이 있습니다.
SiC 생산 공정은 SiC 단결정 성장, 에피택셜 층 성장, 장치 제조라는 세 가지 주요 단계로 나누어지며, 이는 산업 체인의 네 가지 주요 링크에 해당합니다.기판, 에피택시, 장치 및 모듈.
기판 제조의 주류 방법은 먼저 고온 진공 환경에서 분말을 승화시키는 물리적 기상 승화법을 사용하고, 온도 장의 제어를 통해 종결정 표면에 탄화규소 결정을 성장시킨다. 탄화규소 웨이퍼를 기판으로 사용하는 화학 기상 증착은 웨이퍼에 단결정 층을 증착하여 에피택셜 웨이퍼를 형성하는 데 사용됩니다. 그 중, 전도성 탄화규소 기판 위에 탄화규소 에피층을 성장시키는 것은 전력 장치로 만들어질 수 있으며, 주로 전기 자동차, 광전지 및 기타 분야에 사용됩니다. 반절연층 위에 질화갈륨 에피층을 성장시키는 단계탄화 규소 기판5G 통신 및 기타 분야에서 사용되는 무선 주파수 장치로 더 만들 수 있습니다.
현재 실리콘 카바이드 기판은 실리콘 카바이드 산업 체인에서 가장 높은 기술 장벽을 갖고 있으며 실리콘 카바이드 기판은 생산하기 가장 어렵습니다.
SiC의 생산 병목 현상이 완전히 해결되지 않았으며, 원료 결정 기둥의 품질이 불안정하고 수율 문제가 있어 SiC 장치의 가격이 높아집니다. 실리콘 소재가 결정봉으로 성장하는 데는 평균 3일밖에 걸리지 않지만, 탄화규소 결정봉은 일주일이 걸린다. 일반적인 실리콘 수정 막대는 200cm 길이로 자랄 수 있지만, 탄화 규소 수정 막대는 2cm 길이만 자랄 수 있습니다. 더욱이, SiC 자체는 단단하고 부서지기 쉬운 재료이며, SiC로 만든 웨이퍼는 전통적인 기계적 절단 웨이퍼 다이싱을 사용할 때 가장자리 치핑이 발생하기 쉬우며 이는 제품 수율과 신뢰성에 영향을 미칩니다. SiC 기판은 기존 실리콘 잉곳과 매우 다르며, 탄화규소를 처리하려면 장비, 공정, 가공부터 절단까지 모든 것이 개발되어야 합니다.
탄화규소 산업 체인은 주로 기판, 에피택시, 장치 및 응용이라는 네 가지 주요 링크로 나뉩니다. 기판 재료는 산업 체인의 기초이고, 에피택셜 재료는 장치 제조의 핵심이며, 장치는 산업 체인의 핵심이며, 애플리케이션은 산업 발전의 원동력입니다. 업스트림 산업은 원료를 사용하여 물리적 증기 승화 방법 및 기타 방법을 통해 기판 재료를 만든 다음 화학 기상 증착 방법 및 기타 방법을 사용하여 에피택셜 재료를 성장시킵니다. 미드스트림 산업은 업스트림 재료를 사용하여 무선 주파수 장치, 전력 장치 및 기타 장치를 만들고, 이는 궁극적으로 다운스트림 5G 통신에 사용됩니다. , 전기 자동차, 철도 운송 등. 그중 기판 및 에피택시는 산업 체인 비용의 60%를 차지하며 산업 체인의 주요 가치입니다.
SiC 기판: SiC 결정은 일반적으로 Lely 방법을 사용하여 제조됩니다. 국제 주류 제품은 4인치에서 6인치로 전환되고 있으며, 8인치 전도성 기판 제품이 개발되고 있다. 국내 기판은 주로 4인치다. 기존 6인치 실리콘 웨이퍼 생산라인을 업그레이드, 변형해 SiC 디바이스를 생산할 수 있기 때문에 6인치 SiC 기판의 높은 시장점유율은 오랫동안 유지될 전망이다.
탄화규소 기판 공정은 복잡하고 생산하기 어렵습니다. 실리콘 카바이드 기판은 탄소와 실리콘의 두 가지 요소로 구성된 화합물 반도체 단결정 소재입니다. 현재 업계에서는 탄화규소 분말을 합성하기 위해 주로 고순도 탄소 분말과 고순도 규소 분말을 원료로 사용하고 있습니다. 특수 온도장에서 성숙한 물리적 증기 투과 방식(PVT 방식)을 사용하여 결정 성장로에서 다양한 크기의 탄화규소를 성장시킵니다. 결정 잉곳은 최종적으로 가공, 절단, 연삭, 연마, 세척 및 기타 여러 공정을 거쳐 탄화 규소 기판을 생산합니다.
게시 시간: 2024년 5월 22일