Siliziumkarbid-Kristallwachstumsprozess und Anlagentechnologie

1. SiC-Kristallwachstumstechnologie

PVT (Sublimationsverfahren),

HTCVD (Hochtemperatur-CVD),

LPE(Flüssigphasenmethode)

sind drei gemeinsameSiC-KristallWachstumsmethoden;

Die in der Branche am weitesten verbreitete Methode ist die PVT-Methode, und mehr als 95 % der SiC-Einkristalle werden mit der PVT-Methode gezüchtet.

IndustrialisiertSiC-KristallDer Wachstumsofen nutzt die in der Branche gängige PVT-Technologie.

2. SiC-Kristallwachstumsprozess

Pulversynthese-Kristallkeimbehandlung-Kristallwachstum-Ingotglühen-WaferVerarbeitung.

3. PVT-Methode zum WachsenSiC-Kristalle

Der SiC-Rohstoff befindet sich am Boden des Graphittiegels, der SiC-Keimkristall am oberen Ende. Durch die Anpassung der Isolierung ist die Temperatur am SiC-Rohstoff höher und die am Impfkristall niedriger. Der SiC-Rohstoff sublimiert bei hohen Temperaturen und zersetzt sich in gasförmige Substanzen, die zum Impfkristall mit niedrigerer Temperatur transportiert werden und dort zu SiC-Kristallen kristallisieren. Der grundlegende Wachstumsprozess umfasst drei Prozesse: Zersetzung und Sublimation der Rohstoffe, Stoffaustausch und Kristallisation an Impfkristallen.

Zersetzung und Sublimation von Rohstoffen:

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

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

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

Während des Massentransfers reagiert der Si-Dampf weiter mit der Graphittiegelwand und bildet SiC2 und Si2C:

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

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

Auf der Oberfläche des Impfkristalls wachsen die drei Gasphasen nach den folgenden zwei Formeln, um Siliziumkarbidkristalle zu erzeugen:

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

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

4. PVT-Methode zum Züchten von SiC-Kristallen – Technologieweg für Züchtungsgeräte

Derzeit ist die Induktionserwärmung ein gängiger Technologieansatz für SiC-Kristallzüchtungsöfen mit der PVT-Methode.

Spule externe Induktionsheizung und Graphit Widerstand Heizung sind die Entwicklungsrichtung vonSiC-KristallWachstumsöfen.

5. 8-Zoll-SiC-Induktionsheizofen

(1) Erhitzen derGraphittiegel Heizkörperdurch Magnetfeldinduktion; Regulierung des Temperaturfeldes durch Anpassung der Heizleistung, Spulenposition und Isolationsstruktur;

(2) Erhitzen des Graphittiegels durch Graphitwiderstandsheizung und Wärmestrahlungsleitung; Steuern des Temperaturfelds durch Einstellen des Stroms des Graphitheizgeräts, der Struktur des Heizgeräts und der Zonenstromsteuerung;