1. В: Как производятся кремниевые пластины из карбида кремния?

А:

изготовленные кремниевые пластиныПодробные шаги

1. Кремниевые пластиныПодготовка сырья

• Используйте порошок карбида кремния марки ≥5N (содержание примесей ≤1 ppm).
• Просейте и предварительно прогрейте, чтобы удалить остаточные соединения углерода или азота.

1. SiCПодготовка затравочных кристаллов

   • Возьмите кусок монокристалла 4H-SiC и разрежьте его вдоль ориентации 〈0001〉 на фрагменты размером ~10 × 10 мм².

   • Точная полировка до Ra ≤0,1 нм и маркировка ориентации кристалла.

2. SiCРост PVT (физический перенос пара)

   • Заполните графитовый тигель: снизу — порошок SiC, сверху — затравочный кристалл.

   • Откачать воздух до давления 10⁻³–10⁻⁵ Торр или заполнить резервуар высокочистым гелием при давлении 1 атм.

   • Нагревайте зону источника тепла до 2100–2300 ℃, поддерживайте температуру в зоне посева на 100–150 ℃ ниже.

   • Контролируйте скорость роста на уровне 1–5 мм/ч для достижения баланса между качеством и производительностью.

3. SiCОтжиг слитков

   • Отжиг полученного слитка SiC проводят при температуре 1600–1800 ℃ в течение 4–8 часов.

   • Назначение: снятие термических напряжений и снижение плотности дислокаций.

4. SiCНарезка вафель

   • С помощью алмазной проволочной пилы разрежьте слиток на пластины толщиной 0,5–1 мм.

   • Сведите к минимуму вибрацию и боковые нагрузки, чтобы избежать образования микротрещин.

5. SiCВафляШлифовка и полировка

   • Грубый помолдля удаления повреждений от распила (шероховатость ~10–30 мкм).

   • Тонкий помолдля достижения плоскостности ≤5 мкм.

   • Химико-механическая полировка (ХМП)для достижения зеркальной поверхности (Ra ≤0,2 нм).

6. SiCВафляОчистка и осмотр

   • Ультразвуковая очисткав растворе Пираньи (H₂SO₄:H₂O₂), деионизированной воде, затем IPA.

   • Рентгенодифракционный анализ/рамановская спектроскопиядля подтверждения политипа (4H, 6H, 3C).

   • Интерферометриядля измерения плоскостности (<5 мкм) и деформации (<20 мкм).

   • Четырехточечный зонддля проверки удельного сопротивления (например, HPSI ≥10⁹ Ом·см).

   • Проверка на наличие дефектовпод поляризационным микроскопом и с помощью скретч-тестера.

7. SiCВафляКлассификация и сортировка

   • Сортировка пластин по политипу и электрическому типу:

     • 4H-SiC N-типа (4H-N): концентрация носителей заряда 10¹⁶–10¹⁸ см⁻³

     • Высокочистый полуизолирующий материал 4H-SiC (4H-HPSI): удельное сопротивление ≥10⁹ Ом·см

     • 6H-SiC N-типа (6H-N)

     • Другие: 3C-SiC, P-типа и т. д.

8. SiCВафляУпаковка и отгрузка

   • Поместите в чистые, свободные от пыли коробки для вафель.

   • На каждой коробке укажите диаметр, толщину, политип, показатель удельного сопротивления и номер партии.

     

2. В: Каковы основные преимущества кремниево-карбидных пластин по сравнению с кремниевыми пластинами?

А: По сравнению с кремниевыми пластинами, пластины из карбида кремния позволяют:

• Работа при более высоком напряжении(>1200 В) с более низким сопротивлением в открытом состоянии.

• Повышенная термостойкость(>300 °C) и улучшенное управление температурным режимом.

• Более высокая скорость переключенияБлагодаря снижению потерь при переключении, уменьшению системного охлаждения и габаритов силовых преобразователей.

4. В: Какие распространенные дефекты влияют на выход годных изделий и производительность кремниевых пластин?

А: К основным дефектам кремний-карбидных пластин относятся микротрубочки, дислокации в базисной плоскости (ДБП) и поверхностные царапины. Микротрубочки могут привести к катастрофическому отказу устройств; ДБП увеличивают сопротивление в открытом состоянии с течением времени; а поверхностные царапины приводят к разрушению пластины или плохому эпитаксиальному росту. Поэтому тщательный контроль и устранение дефектов имеют важное значение для максимизации выхода годных кремний-карбидных пластин.