Technologie procesu a zařízení pro růst krystalů karbidu křemíku

1. Technologická cesta růstu krystalů SiC

PVT (sublimační metoda),

HTCVD (vysokoteplotní CVD),

LPE(metoda v kapalné fázi)

jsou tři běžnéKrystal SiCmetody růstu;

Nejuznávanější metodou v oboru je metoda PVT a více než 95 % monokrystalů SiC se pěstuje metodou PVT;

IndustrializovanýKrystal SiCRůstová pec využívá v tomto odvětví běžnou technologickou cestu PVT.

2. Proces růstu krystalů SiC

Syntéza prášku - úprava krystalů semen - růst krystalů - žíhání ingotů -oplatkazpracování.

3. PVT metoda růstuKrystaly SiC

Surovina SiC se umístí na dno grafitového kelímku a zárodečný krystal SiC se umístí na jeho horní část. Úpravou izolace se zvýší teplota v oblasti suroviny SiC a sníží teplota v oblasti zárodečného krystalu. Surovina SiC při vysoké teplotě sublimuje a rozkládá se na látky v plynné fázi, které se při nižší teplotě transportují do zárodečného krystalu a krystalizují za vzniku krystalů SiC. Základní proces růstu zahrnuje tři procesy: rozklad a sublimaci surovin, přenos hmoty a krystalizaci na zárodečných krystalech.

Rozklad a sublimace surovin:

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

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

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

Během přenosu hmoty páry křemíku dále reagují se stěnou grafitového kelímku za vzniku SiC2 a Si2C:

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

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

Na povrchu zárodečného krystalu rostou tři plynné fáze podle následujících dvou vzorců za vzniku krystalů karbidu křemíku:

SiC2_(G)+Si2C_(G)=3SiC_(y)

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

4. Metoda PVT pro růst krystalů SiC a technologický postup zařízení pro růst

V současné době je indukční ohřev běžnou technologickou cestou pro pece pro růst krystalů SiC metodou PVT;

Externí indukční ohřev cívky a grafitový odporový ohřev jsou směry vývojeKrystal SiCrůstové pece.

5. 8palcová indukční ohřívací pec pro růst SiC

(1) Ohřevgrafitový kelímek topné tělesoindukcí magnetického pole; regulace teplotního pole nastavením topného výkonu, polohy cívky a izolační struktury;

(2) Ohřev grafitového kelímku grafitovým odporovým ohřevem a vedením tepelného záření; regulace teplotního pole úpravou proudu grafitového ohřívače, struktury ohřívače a regulace zónového proudu;