Procés i tecnologia d'equips per al creixement de cristalls de carbur de silici

1. Ruta tecnològica de creixement de cristalls de SiC

PVT (mètode de sublimació),

HTCVD (CVD d'alta temperatura),

LPE(mètode de fase líquida)

són tres comunscristall de SiCmètodes de creixement;

El mètode més reconegut a la indústria és el mètode PVT, i més del 95% dels monocristalls de SiC es cultiven mitjançant el mètode PVT;

Industrialitzatcristall de SiCEl forn de creixement utilitza la ruta tecnològica PVT principal de la indústria.

2. Procés de creixement de cristalls de SiC

Síntesi de pols - tractament de cristalls de llavors - creixement de cristalls - recuit de lingots -obliaprocessament.

3. Mètode PVT per créixercristalls de SiC

La matèria primera de SiC es col·loca a la part inferior del gresol de grafit i el cristall de sembra de SiC es troba a la part superior del gresol de grafit. Ajustant l'aïllament, la temperatura de la matèria primera de SiC és més alta i la temperatura del cristall de sembra és més baixa. La matèria primera de SiC a alta temperatura se sublima i es descompon en substàncies en fase gasosa, que es transporten al cristall de sembra amb una temperatura més baixa i cristal·litzen per formar cristalls de SiC. El procés de creixement bàsic inclou tres processos: la descomposició i sublimació de matèries primeres, la transferència de massa i la cristal·lització en cristalls de sembra.

Descomposició i sublimació de matèries primeres:

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

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

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

Durant la transferència de massa, el vapor de Si reacciona amb la paret del gresol de grafit per formar SiC2 i Si2C:

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

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

A la superfície del cristall de sembra, les tres fases gasoses creixen a través de les dues fórmules següents per generar cristalls de carbur de silici:

SiC2_(g)+Si2C_(g)=3SiC_(s)

Si_(g)+SiC2_(g)=2SiC_(S)

4. Mètode PVT per a la ruta tecnològica d'equips de creixement de cristalls de SiC

Actualment, l'escalfament per inducció és una via tecnològica comuna per als forns de creixement de cristalls de SiC amb mètode PVT;

L'escalfament per inducció externa de la bobina i l'escalfament per resistència de grafit són la direcció de desenvolupament decristall de SiCforns de creixement.

5. Forn de creixement per inducció de SiC de 8 polzades

(1) Escalfar elgresol de grafit element calefactormitjançant inducció de camp magnètic; regulació del camp de temperatura ajustant la potència de calefacció, la posició de la bobina i l'estructura d'aïllament;

(2) Escalfar el gresol de grafit mitjançant escalfament per resistència de grafit i conducció de radiació tèrmica; controlar el camp de temperatura ajustant el corrent de l'escalfador de grafit, l'estructura de l'escalfador i el control de corrent de zona;