LPE es el método importante para preparar el cristal único de tipo P-Sic y el cristal único 3C-SiC

Como un material semiconductor de banda ancha de tercera generación,Sic (carburo de silicio)Tiene excelentes propiedades físicas y eléctricas, lo que hace que tenga amplias perspectivas de aplicación en el campo de los dispositivos de semiconductores de potencia. Sin embargo, la tecnología de preparación de los sustratos de cristal único de carburo de silicio tiene barreras técnicas extremadamente altas. El proceso de crecimiento cristalino debe llevarse a cabo en un entorno de alta temperatura y baja presión, y hay muchas variables ambientales, lo que afecta en gran medida la aplicación industrial de carburo de silicio. Es difícil cultivar cristales individuales de SIC 4H-SIC de tipo P y cúbico utilizando el método de transporte de vapor físico (PVT) ya industrializado. El método de fase líquida tiene ventajas únicas en el crecimiento de cristales individuales de SIC 4H-SIC y cúbicos de tipo P y cúbico, estableciendo las bases de materiales para la producción de dispositivos IGBT de alta frecuencia, alta voltaje, alta potencia y dispositivos MOSFET de alta calidad, alta estancabilidad y larga vida. Aunque el método de fase líquida todavía enfrenta algunas dificultades técnicas en la aplicación industrial, con la promoción de la demanda del mercado y los avances continuos en la tecnología, se espera que el método de fase líquida se convierta en un método importante para crecercristales individuales de carburo de silicioen el futuro.

Aunque los dispositivos de potencia SIC tienen muchas ventajas técnicas, su preparación enfrenta muchos desafíos. Entre ellos, SIC es un material duro con una tasa de crecimiento lenta y requiere alta temperatura (más de 2000 grados Celsius), lo que resulta en un ciclo de producción largo y un alto costo. Además, el proceso de procesamiento de los sustratos SIC es complicado y propenso a varios defectos. Actualmente,sustrato de carburo de silicioLas tecnologías de preparación incluyen método PVT (método de transporte de vapor físico), método de fase líquida y método de deposición química de fase de vapor de alta temperatura. En la actualidad, el crecimiento de un solo cristal de carburo de silicio a gran escala en la industria adopta principalmente el método PVT, pero este método de preparación es muy difícil para producir cristales individuales de carburo de silicio: primero, el carburo de silicio tiene más de 200 formas de cristal, y la diferencia de energía libre entre diferentes formas de cristales es muy pequeña. Por lo tanto, el cambio de fase es fácil de ocurrir durante el crecimiento de cristales individuales de carburo de silicio por el método PVT, lo que conducirá al problema de bajo rendimiento. Además, en comparación con la tasa de crecimiento del silicio de un solo cristal de silicio, la tasa de crecimiento del cristal único de carburo de silicio es muy lenta, lo que hace que los sustratos de cristal individuales de carburo de silicio sean más caros. En segundo lugar, la temperatura de los cristales individuales de carburo de silicio en crecimiento por método PVT es superior a 2000 grados centígrados, lo que hace que sea imposible medir con precisión la temperatura. Tercero, las materias primas se subliman con diferentes componentes y la tasa de crecimiento es baja. Cuarto, el método PVT no puede cultivar cristales individuales P-4H-SIC y 3C-SIC de alta calidad.

Entonces, ¿por qué desarrollar tecnología de fase líquida? El cultivo de cristales individuales de carburo de silicio 4H de tipo N (nuevos vehículos de energía, etc.) no puede cultivar cristales individuales 4H-SIC de tipo P y cristales individuales 3C-SIC. En el futuro, los cristales individuales de tipo P-SIC serán la base para preparar materiales IGBT, y se utilizarán en algunos escenarios de aplicación, como voltaje de alto bloqueo y IGBT de alta corriente, como el transporte ferroviario y las redes inteligentes. 3C-SIC resolverá los cuellos de botella técnicos de los dispositivos 4H-SIC y MOSFET. El método de fase líquida es muy adecuado para crecer los cristales individuales de 4H-SIC de tipo P de alta calidad y cristales individuales 3C-SIC. El método de fase líquida tiene la ventaja de crecientes cristales de alta calidad, y el principio de crecimiento de cristales determina que se pueden cultivar cristales de carburo de silicio de ultra alta calidad.

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