Silizio-karburoko substratuaren nukleoaren prozesu-fluxua

Silizio karburoaren substratuaKristal bakarreko material erdieroale konposatu bat da, bi elementuz osatua, karbonoa eta silizioa. Bandgap handiaren ezaugarriak ditu, eroankortasun termiko handia, matxura-eremu kritikoaren indar handia eta elektroien saturazio-tasa handia. Beheko aplikazio-eremu ezberdinen arabera, oinarrizko sailkapenak honako hauek ditu:

1) Mota eroalea: Schottky diodoak, MOSFETak, IGBTak eta abar bezalako potentzia gailuetan bihur daiteke, energia berriko ibilgailuetan, trenbide-garraioan eta potentzia handiko transmisioan eta eraldaketan erabiltzen direnak.

2) Mota erdi isolatzailea: mikrouhinen irrati-maiztasuneko gailuetan ere egin daiteke, hala nola HEMT, informazio-komunikazioan, irrati-detekzioan eta beste esparru batzuetan erabiltzen direnak.

EroaleaSiC substratuakenergia berriko ibilgailuetan, fotovoltaikoetan eta beste alor batzuetan erabiltzen dira batez ere. SiC substratu erdi isolatzaileak 5G irrati-maiztasunean eta beste eremu batzuetan erabiltzen dira batez ere. Gaur egungo 6 hazbeteko SiC substratu nagusia 2010 inguruan hasi zen atzerrian, eta SiC eremuan Txinaren eta atzerriko arteko hutsune orokorra silizioan oinarritutako erdieroale tradizionalena baino txikiagoa da. Gainera, SiC substratuak tamaina handiagoetara garatzen diren heinean, Txinaren eta atzerriko aldea murrizten ari da. Gaur egun, atzerriko buruzagiek 8 hazbeteko ahaleginak egin dituzte, eta beherako bezeroak automobilgintzako kalitatekoak dira batez ere. Etxean, produktuak tamaina txikikoak dira batez ere, eta 6 hazbetekoek eskala handiko ekoizpen masiboko gaitasunak izango dituztela espero da datozen 2-3 urteetan, beherako bezeroak batez ere industria mailako bezeroak izanik.

Silizio karburoaren substratuaprestaketa teknologia eta prozesu intentsiboko industria bat da, eta oinarrizko prozesu-fluxua barne hartzen du:

1. Lehengaien sintesia: purutasun handiko silizio-hautsa + karbono-hautsa formularen arabera nahasten dira, erreakzio-ganberan erreakzionatzen dute 2.000 °C-tik gorako tenperatura altuko baldintzetan, eta kristal-forma eta partikula-tamaina zehatzeko silizio-karburo partikulak sintetizatzen dira. Birrintzeko, bahetzeko, garbitzeko eta beste prozesu batzuen ondoren, kristalen hazkuntzaren baldintzak betetzen dituzten purutasun handiko silizio karburo hautsezko lehengaiak lortzen dira.

2. Kristalaren hazkundea: egungo merkatuko prozesu nagusia PVT gas fasearen transmisio metodoa da. Silizio-karburoaren hautsa 2300 °C-ko hutsean hazteko ganbera itxi batean berotzen da, erreakzio gas bihurtzeko. Ondoren, hazi-kristalaren gainazalera transferitzen da jalkitze atomikorako eta silizio-karburozko kristal bakarrean hazten da.

Gainera, fase likidoaren metodoa prozesu nagusi bihurtuko da etorkizunean. Arrazoia da PVT metodoaren kristalen hazkuntza-prozesuko dislokazio-akatsak kontrolatzen zailak direla. Likido-fasearen metodoak silizio-karburozko kristal bakarreak hazi ditzake torloju-dislokaziorik, ertzetako dislokaziorik eta ia pilatze-akatsik gabe, hazkuntza-prozesua fase likido egonkor batean dagoelako. Abantaila honek beste norabide garrantzitsu bat eta etorkizuneko garapen-erreserba eskaintzen ditu kalitate handiko tamaina handiko silizio-karburo kristal bakarreko prestatzeko teknologiarentzat.

3. Kristal prozesatzea, batez ere lingoteen prozesatzea, kristalezko hagaxkaren ebaketa, artezketa, leunketa, garbiketa eta beste prozesu batzuk barne, eta, azkenik, silizio karburoko substratua osatuz.