Првата генерација на полупроводнички материјали е претставена со традиционални силициум (Si) и германиум (Ge), кои се основа за производство на интегрирани кола. Тие се широко користени во нисконапонски, нискофреквентни и ниско-моќни транзистори и детектори. Повеќе од 90% од полупроводничките производи се направени од материјали на база на силикон;
Втората генерација полупроводнички материјали се претставени со галиум арсенид (GaAs), индиум фосфид (InP) и галиум фосфид (GaP). Во споредба со уредите базирани на силикон, тие имаат високофреквентни и брзи оптоелектронски својства и се широко користени во областа на оптоелектрониката и микроелектрониката. ;
Третата генерација на полупроводнички материјали е претставена со материјали што се појавуваат како што се силициум карбид (SiC), галиум нитрид (GaN), цинк оксид (ZnO), дијамант (C) и алуминиум нитрид (AlN).
Силициум карбиде важен основен материјал за развој на третата генерација на полупроводничка индустрија. Уредите за напојување со силициум карбид можат ефикасно да ги задоволат барањата за висока ефикасност, минијатуризација и лесна тежина на енергетските електронски системи со нивната одлична отпорност на висок напон, отпорност на висока температура, мала загуба и други својства.
Поради неговите супериорни физички својства: висока јазот на опсегот (што одговара на високото електрично поле на распаѓање и високата густина на моќноста), високата електрична спроводливост и високата топлинска спроводливост, се очекува да стане најкористениот основен материјал за правење полупроводнички чипови во иднина. . Посебно во областа на возилата со нова енергија, производството на фотоволтаична енергија, железничкиот транзит, паметните мрежи и други области, има очигледни предности.
Процесот на производство на SiC е поделен на три главни чекори: раст на еднокристалот на SiC, раст на епитаксијалниот слој и производство на уреди, кои одговараат на четирите главни алки на индустрискиот синџир:супстрат, епитаксија, уреди и модули.
Главниот метод за производство на подлоги прво го користи методот на сублимација на физичка пареа за сублимирање на прашокот во вакуумска средина со висока температура и растење на силициум карбид кристали на површината на семениот кристал преку контрола на температурно поле. Користејќи нафора од силициум карбид како подлога, хемиското таложење на пареа се користи за да се наталожи слој од еден кристал на нафората за да се формира епитаксијална обланда. Меѓу нив, растењето на епитаксијален слој од силициум карбид на проводен супстрат од силициум карбид може да се направи во уреди за напојување, кои главно се користат во електрични возила, фотоволтаици и други полиња; одгледување на епитаксијален слој од галиум нитрид на полуизолациски слојсупстрат од силициум карбидможе дополнително да се направат уреди за радиофреквенција, кои се користат во 5G комуникациите и други полиња.
Засега, супстратите од силициум карбид имаат највисоки технички бариери во синџирот на индустријата за силициум карбид, а супстратите од силициум карбид се најтешки за производство.
Производното тесно грло на SiC не е целосно решено, а квалитетот на кристалните столбови на суровината е нестабилен и има проблем со приносот, што доведува до висока цена на уредите SiC. Потребни се само 3 дена во просек за силиконскиот материјал да прерасне во кристална прачка, но потребна е една недела за кристална прачка од силициум карбид. Општата шипка од силиконски кристали може да порасне долга 200 см, но кристална шипка од силициум карбид може да порасне само 2 см. Покрај тоа, самиот SiC е тврд и кршлив материјал, а наполитанките направени од него се склони кон чипсување на рабовите кога се користи традиционално механичко сечење нафора, што влијае на приносот и сигурноста на производот. Подлогите на SiC се многу различни од традиционалните силиконски инготи и сè, од опрема, процеси, обработка до сечење треба да се развие за да се справи со силициум карбид.
Синџирот на индустријата за силициум карбид е главно поделен на четири главни алки: подлога, епитаксија, уреди и апликации. Материјалите за подлоги се основата на синџирот на индустријата, епитаксијалните материјали се клучот за производство на уреди, уредите се јадрото на синџирот на индустријата, а апликациите се движечка сила за индустриски развој. Нагорната индустрија користи суровини за производство на материјали за подлогата преку методи на физичка сублимација на пареа и други методи, а потоа користи методи на хемиско таложење на пареа и други методи за одгледување на епитаксијални материјали. Средноводната индустрија користи материјали за производство на радиофреквенции, уреди за напојување и други уреди, кои на крајот се користат во долните 5G комуникации. , електрични возила, железнички транзит итн. Меѓу нив, подлогата и епитаксиите сочинуваат 60% од цената на синџирот на индустријата и се главната вредност на синџирот на индустријата.
SiC супстрат: SiC кристалите обично се произведуваат со методот Lely. Меѓународните мејнстрим производи преминуваат од 4 инчи на 6 инчи, а развиени се производи од проводен супстрат од 8 инчи. Домашните подлоги се главно 4 инчи. Бидејќи постојните линии за производство на силиконски нафора од 6 инчи може да се надградат и трансформираат за да се произведуваат уреди со SiC, високиот пазарен удел на 6-инчните SiC подлоги ќе се одржи долго време.
Процесот на супстрат од силициум карбид е сложен и тежок за производство. Супстратот од силициум карбид е сложен полупроводнички еднокристален материјал составен од два елементи: јаглерод и силициум. Во моментов, индустријата главно користи јаглероден прав со висока чистота и силициум во прав со висока чистота како суровини за синтеза на силициум карбид во прав. Под посебно температурно поле, методот за пренос на зрела физичка пареа (метод PVT) се користи за одгледување силициум карбид со различни големини во печка за раст на кристали. Кристалниот ингот конечно се обработува, се сече, меле, полира, чисти и други повеќекратни процеси за да се добие супстрат од силициум карбид.
Време на објавување: мај-22-2024 година