تكنولوجيا ومعدات عملية نمو بلورات كربيد السيليكون

1. مسار تكنولوجيا نمو بلورات SiC

PVT (طريقة التسامي)،

HTCVD (ترسيب البخار الكيميائي في درجة حرارة عالية)،

LPE(طريقة الطور السائل)

هناك ثلاثة أشياء شائعةبلورة SiCطرق النمو؛

الطريقة الأكثر شهرة في الصناعة هي طريقة PVT، وأكثر من 95% من بلورات SiC المفردة يتم تنميتها بطريقة PVT؛

صناعيبلورة SiCيستخدم فرن النمو طريق تكنولوجيا PVT السائد في الصناعة.

2. عملية نمو بلورات SiC

تخليق المسحوق - معالجة بلورات البذور - نمو البلورات - تلدين السبائك -رقاقةيعالج.

3. طريقة PVT للنموبلورات SiC

تُوضع مادة كربيد السيليكون الخام في أسفل بوتقة الجرافيت، بينما تُوضع بلورة كربيد السيليكون الأولية في أعلاها. بتعديل العزل، ترتفع درجة حرارة مادة كربيد السيليكون الخام وتنخفض عند بلورة البذرة. عند درجات الحرارة العالية، تتسامى مادة كربيد السيليكون الخام وتتحلل إلى مواد في الطور الغازي، والتي تنتقل بدورها إلى بلورة البذرة ذات درجة الحرارة المنخفضة وتتبلور لتكوين بلورات كربيد السيليكون. تتضمن عملية النمو الأساسية ثلاث عمليات: تحلل وتسامي المواد الخام، ونقل الكتلة، والتبلور على بلورات البذرة.

تحلل وتسامي المواد الخام:

SiC(S)= Si(g)+C(S)

2SiC(S)= Si(g)+ SiC2(g)

2SiC(S)=C(S)+SiC2(g)

أثناء نقل الكتلة، يتفاعل بخار السيليكون أيضًا مع جدار بوتقة الجرافيت لتكوين SiC2 وSi2C:

Si(g)+2C(S) =SiC2(g)

2Si(g) +C(S)=Si2C(g)

على سطح بلورة البذرة، تنمو المراحل الغازية الثلاثة من خلال الصيغتين التاليتين لتوليد بلورات كربيد السيليكون:

كربيد السيليكون_(ز)+Si2C_(ز)=3SiC_(س)

Si_(ز)+SiC2_(ز)=2SiC_(س)

4. طريقة PVT لتنمية بلورات SiC، مسار تكنولوجيا معدات نمو البلورات

في الوقت الحاضر، يعد التسخين الحثي طريقًا تكنولوجيًا شائعًا لأفران نمو بلورات SiC بطريقة PVT؛

التسخين بالحث الخارجي للملف والتسخين بمقاومة الجرافيت هما اتجاه التطويربلورة SiCأفران النمو.

5. فرن نمو التسخين بالحث SiC مقاس 8 بوصات

(1) تسخينبوتقة الجرافيت عنصر التسخينمن خلال الحث المجال المغناطيسي؛ تنظيم مجال درجة الحرارة عن طريق ضبط قوة التسخين، وموضع الملف، وهيكل العزل؛

(2) تسخين بوتقة الجرافيت من خلال تسخين مقاومة الجرافيت والتوصيل الإشعاعي الحراري؛ والتحكم في مجال درجة الحرارة عن طريق ضبط تيار سخان الجرافيت، وهيكل السخان، والتحكم في تيار المنطقة؛