Tecnología de procesos y equipos de crecimiento de cristales de carburo de silicio

1. Ruta de la tecnología de crecimiento de cristales de SiC

PVT (método de sublimación),

HTCVD (CVD de alta temperatura),

LPE(método de fase líquida)

son tres comunescristal de SiCmétodos de crecimiento;

El método más reconocido en la industria es el método PVT, y más del 95% de los monocristales de SiC se cultivan mediante el método PVT;

Industrializadocristal de SiCEl horno de crecimiento utiliza la ruta de tecnología PVT convencional de la industria.

2. Proceso de crecimiento de cristales de SiC

Síntesis de polvo - Tratamiento de cristales semilla - Crecimiento de cristales - Recocido de lingotes -obleatratamiento.

3. Método PVT para crecercristales de SiC

La materia prima de SiC se coloca en el fondo del crisol de grafito, y el cristal semilla de SiC se encuentra en la parte superior. Al ajustar el aislamiento, la temperatura en la materia prima de SiC es mayor y la del cristal semilla es menor. A alta temperatura, la materia prima de SiC se sublima y se descompone en sustancias en fase gaseosa, que se transportan al cristal semilla, a menor temperatura, y cristalizan para formar cristales de SiC. El proceso básico de crecimiento incluye tres procesos: descomposición y sublimación de la materia prima, transferencia de masa y cristalización en los cristales semilla.

Descomposición y sublimación de materias primas:

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

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

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

Durante la transferencia de masa, el vapor de Si reacciona aún más con la pared del crisol de grafito para formar SiC2 y Si2C:

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

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

En la superficie del cristal semilla, las tres fases gaseosas crecen a través de las siguientes dos fórmulas para generar cristales de carburo de silicio:

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

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

4. Método PVT para el crecimiento de cristales de SiC. Ruta tecnológica de equipos de crecimiento.

En la actualidad, el calentamiento por inducción es una ruta tecnológica común para los hornos de crecimiento de cristales de SiC con método PVT;

El calentamiento por inducción externa de la bobina y el calentamiento por resistencia de grafito son la dirección de desarrollo decristal de SiChornos de crecimiento.

Horno de crecimiento por calentamiento por inducción de SiC de 5,8 pulgadas

(1) Calentar elcrisol de grafito elemento calefactormediante inducción de campo magnético; regulando el campo de temperatura ajustando la potencia de calentamiento, la posición de la bobina y la estructura de aislamiento;

(2) Calentar el crisol de grafito mediante calentamiento por resistencia de grafito y conducción de radiación térmica; controlar el campo de temperatura ajustando la corriente del calentador de grafito, la estructura del calentador y el control de corriente de zona;

6. Comparación del calentamiento por inducción y el calentamiento por resistencia