El proceso de fabricación y las dificultades de la oblea de carburo de silicio

En artículos anteriores hemos hablado de la aplicación de carburo de silicio en la industria de semiconductores. Hoy conoceremos sistemáticamente el proceso de fabricación y las dificultades de las obleas de carburo de silicio.

1/Definición de la oblea de carburo de silicio

La oblea de carburo de silicio es un tipo de dispositivo semiconductor que, en comparación con el silicio tradicional, presenta excelentes características como una amplia banda prohibida, una rápida velocidad de deriva, una alta tensión de ruptura, una alta conductividad térmica y una resistencia a altas temperaturas.

Basándose en estas características, la oblea de carburo de silicio se utiliza principalmente en entornos extremos como la electrónica, la industria aeroespacial, la militar y la energía nuclear.

En los campos de la iluminación LED de estado sólido y los dispositivos de alta frecuencia, la oblea de carburo de silicio también tiene amplias aplicaciones. Algunos mercados con un enorme potencial de desarrollo, como el de la retroiluminación de teléfonos inteligentes y ordenadores portátiles, también tienen una enorme demanda de crecimiento de cristales de carburo de silicio.

Oblea

 

Epitaxia

Dispositivo

Aplicación

Oblea de SiC

Tipo de conductividad

Epitaxia de SiC

dispositivo de alimentación

Vehículos de nueva energía,

sistemas de energía, etc.

Tipo semiaislado

Epitaxia de GaN

Dispositivos RF de microondas

Comunicación 5G

2/Panorama general del procesamiento de obleas de carburo de silicio

El carburo de silicio monocristalino es un material semiconductor de banda prohibida ancha y alta temperatura de tercera generación con amplias perspectivas de aplicación en el mercado, entre ellas carburo de silicio negro y carburo de silicio verde.

En la producción de obleas de carburo de silicio, el sustrato es el eslabón más crucial de la cadena industrial del carburo de silicio, ya que determina directamente el rendimiento de la aplicación del carburo de silicio. Además, los datos muestran que el coste de los sustratos representa aproximadamente 50% de todo el proceso de preparación.

3/Proceso de fabricación de la oblea de carburo de silicio

A. Preparación de las materias primas

Preparar polvo de silicio de gran pureza y polvo de carbono de gran pureza como materias primas.

B. Tecnología de crecimiento de cristales

1. Método PTV: El transporte físico de vapor, que utiliza el principio de transferencia en fase gaseosa, transfiere las materias primas en fase gaseosa a la zona de crecimiento a baja temperatura en condiciones de alta temperatura, lo que permite que los cristales se depositen y se formen en la zona de crecimiento. Este método suele llevarse a cabo en una cámara de reacción cerrada, que incluye el material de partida y el sustrato de crecimiento.

2. Método CVD: Deposición química en fase vapor. El método CVD utiliza reacciones químicas en fase gaseosa para formar películas finas de materiales sólidos. Este proceso suele llevarse a cabo en entornos de alta temperatura, y la deposición de películas finas puede lograrse controlando la concentración de reactivos y las condiciones de reacción en la fase gaseosa.

C. Procesamiento de lingotes: Los lingotes de carburo de silicio obtenidos se orientan utilizando un instrumento de orientación de monocristales por rayos X, después se rectifican planos, se laminan y se procesan para obtener cristales de carburo de silicio de diámetro estándar.

D. Corte de cristales: Utilizar equipos de corte multihilo para cortar cristal de carburo de silicio en láminas finas de un grosor no superior a 1 mm.

E. Molienda de cristales: Rectificado de cristales a la planitud y rugosidad requeridas utilizando líquidos de rectificado de diamante con diferentes tamaños de partícula.

F. Pulido de cristales: Obtención de chapas de pulido de carburo de silicio de superficie intacta mediante los métodos de pulido mecánico y pulido mecánico químico.

G. Limpieza de cristales: Limpiar la oblea de pulido de carburo de silicio con agentes de limpieza y agua pura para eliminar la solución de pulido residual y otros contaminantes de la superficie en el pulido. A continuación, utilice gas nitrógeno de pureza ultra alta y un centrifugador para soplar y centrifugar la oblea.

4/Las dificultades en el procesamiento de la oblea de carburo de silicio

Dureza del carburo de silicio:

Dado que el carburo de silicio es más duro que los materiales ordinarios y tiene una gran resistencia al desgaste, aumenta el riesgo de desgaste de la herramienta durante los procesos de corte y pulido.

La velocidad de crecimiento de los cristales:

La velocidad de crecimiento del cristal de carburo de silicio está influida por la temperatura y la presión, lo que lo convierte en un proceso relativamente complejo.

Costes y recursos:

El procesamiento de obleas de carburo de silicio implica altas temperaturas, equipos altamente especializados y materiales avanzados, lo que puede suponer un aumento de los costes de fabricación.

Además: Cuanto mayor es el tamaño del cristal, mayor es la dificultad del crecimiento del cristal y de la tecnología de procesamiento, mientras que la eficiencia de fabricación y el coste unitario de los dispositivos posteriores son mayores.

5/Aplicación de la oblea de carburo de silicio

Electrónica de potencia:

Las obleas de carburo de silicio se utilizan ampliamente en el campo de la electrónica de potencia para fabricar dispositivos de potencia de alto rendimiento, como inversores y rectificadores de potencia.

LED:

Aplicación: El carburo de silicio se utiliza como sustrato para LED (diodo emisor de luz), utilizado para fabricar dispositivos LED de alta luminosidad y eficiencia.

Dispositivos semiconductores:

Aplicación: Las obleas de carburo de silicio se utilizan en la fabricación de semiconductores para fabricar diodos de alto rendimiento, MOSFET y otros dispositivos semiconductores.

Vehículos eléctricos:

Aplicación: Las obleas de carburo de silicio se utilizan en vehículos eléctricos para fabricar dispositivos electrónicos de potencia, como sistemas de gestión de baterías y controladores de motor.

Microelectrónica:

Aplicación: El carburo de silicio se utiliza en microelectrónica para fabricar microsensores, sistemas microelectromecánicos (MEMS) y otros componentes microelectrónicos.

6/Carburo de silicio en venta

Yafeite lleva 19 años comprometida con el suministro de productos de carburo de silicio de alta calidad, con productos exportados a más de 50 países y regiones de todo el mundo. se ha convertido en sinónimo de proveedores de alta calidad.

Si tiene alguna pregunta sobre nuestros productos o servicios, no dude en ponerse en contacto con nosotros en cualquier momento.

Correo electrónico: info@sdgangtie.com

Teléfono: +8618654501991

Blog relacionado

Productos relacionados

Índice

Bienvenido a consultar

Póngase en contacto con nuestro personal de ventas profesional rellenando nuestro formulario, ofrecemos un servicio de consulta gratuito las 24 horas.

Ofertas exclusivas Disfrute

Gracias por su interés en nuestro producto. Deje un mensaje ahora y le ofreceremos descuentos exclusivos o planes personalizados para ayudarle a obtener más valor.