Если говорить про атомарные кристаллы карбида кремния, многие сразу представляют лабораторные эталоны, но в промышленности часто работают с материалами, где стабильность параметров оставляет желать лучшего. Вот, например, АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния — их сайт https://www.lzhy.ru указывает на опыт с 2004 года, но в реальности их шихта иногда дает колебания в размерах зерен, что для электроники критично. Это не упрек, а скорее наблюдение: даже у проверенных поставщиков бывают партии, где атомарная структура 'плывет' из-за спешки или сырьевых нюансов.
Начну с базового: атомарная чистота карбида кремния — это не только про процент SiC, но и про следы железа или алюминия. В прошлом году мы тестировали партию от Ланьчжоу Хуая, где заявленные 99,9% подтвердились, но на границах зерен выявили оксидные пленки — вероятно, сказывается подготовка шихты. Их технологи, кстати, открыто говорили, что контролируют угольные примеси, но про кислородные включения часто умалчивают. Это типично для многих китайских производителей, хотя у них есть линии для ВЧ-печей, где теоретически можно добиться лучшего.
С гранулометрией тоже не всё однозначно. Для подложек нужны фракции 50–100 мкм, но на практике даже у ведущих поставщиков встречается разброс до 20%. Однажды взяли у АО Ланьчжоу Хуая карбид кремния с маркировкой 'калиброванный', а в партии 15% зерен оказались мельче 30 мкм — пришлось дорабатывать отсевом. Их техотдел тогда объяснил, что вибрационные сита иногда 'залипают' при влажности выше 40%, но кому от этого легче?
Кстати, их ферросилиций иногда используют как допинг в шихте, но для атомарных кристаллов это рискованно: даже следы железа нарушают электрофизику. Мы пробовали такие комбинации — выход годных пластин упал на 12%. Теперь только спецшихты без металлических добавок, хотя это дороже.
Выращивание монокристаллов — это всегда баланс между скоростью и дефектностью. У АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния в описании деятельности заявлено производство SiC, но их мощности в основном заточены на черновой карбид. Для атомарных структур нужны печи с контролем парциального давления, а их у них, судя по открытым данным, немного. Коллега с Урала рассказывал, что они брали у них кокс для экспериментов — да, чистота неплохая, но для подложек пришлось докупать японский материал.
Интересно, что их минеральное сырье (особенно кварциты) иногда дает нестабильную газовую фазу при высоких T. Помню, в 2021-м пытались использовать их продукт для эпитаксии — на поверхности росли 'усы' из-за летучих соединений. Пришлось добавлять ступень вакуумного отжига, хотя изначально расчет был на прямой синтез.
Еще момент: их сайт https://www.lzhy.ru упоминает продажи карбида кремния, но нет деталей по методу получения (Acheson vs Lely). Для атомарных кристаллов это принципиально — второй метод дает меньше напряжений, но и дороже. Думаю, они работают по классической технологии, так как цены довольно низкие для Lely.
Когда ищешь поставщиков атомарных кристаллов карбида кремния, всегда смотришь на историю брака. У АО Ланьчжоу Хуая есть претензии по однородности — например, в партии №K-2037 (брали для СВЧ-диодов) междоузельные дефекты варьировались от 10^3 до 10^5 см?2. Это некритично для абразивов, но для электроники уже проблема. Их менеджеры честно признавали, что контроль на выходе выборочный, а не сплошной.
Кстати, их ферросилиций они позиционируют как сопутствующий продукт, но для нас он бесполезен — даже в шихте дает зольность. Хотя для металлургии, возможно, нормально. Из плюсов: их кокс действительно сухой (влажность <0.8%), что редкость у азиатских поставщиков.
Цены у них конкурентоспособные, но если нужны гарантированные Z-параметры для пластин, лучше смотреть в сторону Cree или II-VI. Хотя Ланьчжоу Хуая постепенно подтягиваются — в этом году обещают линию с ионной очисткой.
Мы пробовали их карбид кремния для диодных структур. Получилось сносно, но КПД ниже на 4–7%, чем с немецким сырьем. Технологи АО Ланьчжоу Хуая советовали увеличить время травления — помогло, но не до идеала. Видимо, сказывается остаточная пористость их кристаллов.
Любопытно, что их минеральная продукция (кроме лицензированных проектов) включает кварциты с низким бором — это плюс для оптики. Но для массового производства электроники их мощности пока недостаточны: в месяц они дают 2–3 тонны чистого SiC, а нам нужно минимум 10.
Еще запомнился случай с поставкой в 2022-м: прислали партию с повышенным азотом (до 10^17 см?3). Для синих светодиодов это катастрофа, но для термостоков — норма. Пришлось пересортировать. Их логисты потом извинялись, мол, перепутали маркировку. Бывает.
Если говорить о будущем, АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния явно наращивает компетенции. Их новая печь в цеху №3 (судя по фото на сайте) позволяет держать T до 2400°C — уже близко к требованиям для гетероструктур. Но пока их атомарные кристаллы проигрывают в подвижности носителей — видимо, сказывается доменная структура.
Сейчас мы используем их продукт для тренировочных процессов — студенты на технологях учатся, а брак не так критичен. Для исследований тоже сгодится, особенно если бюджет ограничен. Но для серийных изделий я бы пока советовал доплатить за европейский материал.
Итог: они — рабочий вариант для некритичных задач, но до статуса 'ведущие' им нужно пройти путь по стабилизации параметров. Хотя их упорство впечатляет — в прошлом месяце прислали образцы с улучшенной блокировкой дислокаций. Прогресс есть.
