Déi éischt Generatioun vu Hallefleitmaterialien ass duerch traditionell Silizium (Si) an Germanium (Ge) vertruede, déi d'Basis fir integréiert Circuitfabrikatioun sinn. Si gi wäit an Low-Volt, Low-Frequenz, a Low-Power Transistoren an Detektoren benotzt. Méi wéi 90% vun Halbleiterprodukter sinn aus Silizium-baséiert Materialien gemaach;
Déi zweet Generatioun Hallefleitmaterialien ginn duerch Galliumarsenid (GaAs), Indiumphosphid (InP) a Galliumphosphid (GaP) vertrueden. Am Verglach mat Silizium-baséiert Geräter hunn se héichfrequenz an héichgeschwindeg optoelektronesch Eegeschaften a gi wäit an de Beräicher vun der Optoelektronik a Mikroelektronik benotzt. ;
Déi drëtt Generatioun vu Hallefleitmaterialien gëtt duerch opkomende Materialien vertruede wéi Siliziumkarbid (SiC), Galliumnitrid (GaN), Zinkoxid (ZnO), Diamant (C), an Aluminiumnitrid (AlN).
Siliziumkarbidass e wichtegt Basismaterial fir d'Entwécklung vun der drëtter Generatioun Hallefleitindustrie. Siliziumkarbid Kraaftapparater kënnen effektiv déi héich Effizienz, Miniaturiséierung a Liichtgewiicht Ufuerderunge vu Kraaftelektronesche Systemer erfëllen mat hirer exzellenter Héichspannungsresistenz, Héichtemperaturresistenz, nidderegen Verloscht an aner Eegeschaften.
Wéinst senge super physikaleschen Eegeschaften: héije Bandspalt (entsprécht engem héijen Decompte elektresche Feld an héijer Kraaftdicht), héich elektresch Konduktivitéit an héich thermesch Konduktivitéit, gëtt erwaart dat am meeschte verbreete Basismaterial fir Hallefleitchips an Zukunft ze maachen. . Besonnesch an de Beräicher vun neien Energie Gefierer, Photovoltaik Kraaft Generatioun, Eisebunn Transit, Smart Gitter an aner Felder, huet et offensichtlech Virdeeler.
De SiC Produktiounsprozess ass an dräi grouss Schrëtt opgedeelt: SiC Eenkristallwachstum, Epitaxialschichtwachstum an Apparatfabrikatioun, déi mat de véier Haaptlinks vun der Industriekette entspriechen:Substrat, epitaxie, Apparater a Moduler.
D'Mainstream Method fir d'Fabrikatioun vun Substrate benotzt fir d'éischt déi kierperlech Dampsublimatiounsmethod fir de Pulver an engem Héichtemperatur Vakuum Ëmfeld ze subliméieren, a Siliziumkarbidkristalle op der Uewerfläch vum Somkristall duerch d'Kontroll vun engem Temperaturfeld wuessen. Mat Hëllef vun engem Siliziumkarbidwafer als Substrat gëtt chemesch Dampdepositioun benotzt fir eng Schicht vun Eenkristallen op der Wafer ze deposéieren fir en epitaxial Wafer ze bilden. Ënnert hinnen, wuessen eng Siliziumkarbid-Epitaxialschicht op engem konduktiven Siliziumkarbid-Substrat kann zu Kraaftapparater gemaach ginn, déi haaptsächlech an elektresche Gefierer, Photovoltaik an aner Felder benotzt ginn; wuessen eng Galliumnitrid Epitaxialschicht op enger HallefisolatiounSiliciumcarbid Substratkënne weider a Radiofrequenzgeräter gemaach ginn, an 5G Kommunikatiounen an aner Felder benotzt.
Fir de Moment hunn Siliziumkarbidsubstrater déi héchst technesch Barrièren an der Siliziumkarbidindustriekette, a Siliziumkarbidsubstrater sinn déi schwéierst ze produzéieren.
D'Produktioun Flaschenhals vu SiC ass net komplett geléist ginn, an d'Qualitéit vun de Rohmaterial Kristallsäulen ass onbestänneg an et gëtt e Rendementproblem, wat zu den héije Käschte vu SiC-Geräter féiert. Et dauert nëmmen duerchschnëttlech 3 Deeg fir Siliziummaterial zu enger Kristallstab ze wuessen, awer et dauert eng Woch fir e Siliziumkarbid-Kristallstab. Eng allgemeng Silicium Kristallstab kann 200cm laang wuessen, awer e Siliziumcarbid Kristallstab kann nëmmen 2cm laang wuessen. Ausserdeem ass SiC selwer en haart a bréchege Material, a Wafere gemaach dovun sinn ufälleg fir Rand ze schneiden wann Dir traditionell mechanesch Schneidwafer Wierfel benotzt, wat d'Produktrendung an d'Zouverlässegkeet beaflosst. SiC Substrate si ganz anescht wéi traditionell Silizium Ingots, an alles vun Ausrüstung, Prozesser, Veraarbechtung bis Ausschneiden muss entwéckelt ginn fir Siliziumkarbid ze handhaben.
D'Silisiumkarbidindustriekette ass haaptsächlech a véier grouss Linken opgedeelt: Substrat, Epitaxie, Apparater an Uwendungen. Substratmaterialien sinn d'Fundament vun der Industriekette, epitaxial Materialien sinn de Schlëssel fir d'Apparatfabrikatioun, d'Apparater sinn de Kär vun der Industriekette, an d'Applikatiounen sinn d'Treibkraaft fir d'industriell Entwécklung. D'Upstream Industrie benotzt Rohmaterialien fir Substratmaterialien duerch kierperlech Dampsublimatiounsmethoden an aner Methoden ze maachen, a benotzt dann chemesch Dampdepositiounsmethoden an aner Methoden fir epitaxial Materialien ze wuessen. D'Midstream Industrie benotzt Upstream Materialien fir Radiofrequenz Geräter, Kraaftapparater an aner Geräter ze maachen, déi schlussendlech an der Downstream 5G Kommunikatioun benotzt ginn. , Elektresch Gefierer, Eisebunnstransit, etc.. Ënnert hinnen, Substrat an Epitaxie sinn 60% vun de Käschte vun der Industriekette a sinn den Haaptwäert vun der Industriekette.
SiC Substrat: SiC Kristalle ginn normalerweis mat der Lely Method hiergestallt. International Mainstream Produkter sinn iwwergaang vu 4 Zoll op 6 Zoll, an 8 Zoll konduktiv Substratprodukter goufen entwéckelt. Haussubstrater sinn haaptsächlech 4 Zoll. Zënter datt déi existent 6-Zoll Silicon Wafer Produktiounslinnen Upgrade a transforméiert kënne ginn fir SiC-Geräter ze produzéieren, gëtt den héije Maartundeel vu 6-Zoll SiC-Substrate fir eng laang Zäit behalen.
De Siliziumkarbid-Substratprozess ass komplex a schwéier ze produzéieren. Siliziumkarbid Substrat ass e Verbindungshalbleiter Eenkristallmaterial aus zwee Elementer: Kuelestoff a Silizium. Am Moment, benotzt d'Industrie haaptsächlech héich-Rengheet Kuelestoff Pudder an héich-Rengheet Silizium Pudder als Matière première fir Silicon Carbide Pudder ze synthetiséieren. Ënnert engem speziellen Temperaturfeld gëtt déi reife kierperlech Damptransmissionsmethod (PVT Method) benotzt fir Siliziumkarbid vu verschiddene Gréissten an engem Kristallwachstumofen ze wuessen. De Kristallstéck gëtt endlech veraarbecht, geschnidden, gemoolt, poléiert, gebotzt an aner Multiple Prozesser fir e Siliziumkarbidsubstrat ze produzéieren.
Post Zäit: Mee-22-2024