Ränikarbiidi kristallide kasvuprotsess ja seadmete tehnoloogia

1. SiC kristallide kasvutehnoloogia marsruut

PVT (sublimatsioonimeetod),

HTCCVD (kõrgtemperatuuriline CVD),

LPE(vedelfaasi meetod)

on kolm levinudSiC kristallkasvumeetodid;

Tööstuses on kõige tuntum meetod PVT-meetod ja üle 95% SiC monokristallidest kasvatatakse PVT-meetodil;

IndustrialiseeritudSiC kristallKasvuahi kasutab tööstusharu peamist PVT-tehnoloogiat.

2. SiC kristallide kasvuprotsess

Pulbrisüntees-seemnekristallide töötlemine-kristallide kasv-valuplokkide lõõmutamine-vahveltöötlemine.

3. PVT-meetod kasvatamiseksSiC kristallid

SiC tooraine asetatakse grafiittiigli põhja ja SiC seemnekristall grafiittiigli ülaossa. Isolatsiooni reguleerimisega on SiC tooraine temperatuur kõrgem ja seemnekristalli temperatuur madalam. Kõrgel temperatuuril sublimeerub ja laguneb SiC tooraine gaasifaasi aineteks, mis transporditakse madalamal temperatuuril seemnekristalli ja kristalliseeruvad, moodustades SiC kristalle. Põhiline kasvuprotsess hõlmab kolme protsessi: tooraine lagunemist ja sublimatsiooni, massiülekannet ja kristalliseerumist seemnekristallidel.

Toorainete lagunemine ja sublimatsioon:

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

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

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

Massiülekande ajal reageerib Si aur edasi grafiittiigli seinaga, moodustades SiC2 ja Si2C:

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

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

Seemnekristalli pinnal kasvavad kolm gaasifaasi läbi kahe järgmise valemi, moodustades ränikarbiidi kristalle:

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

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

4. PVT-meetod ränikarbiidi (SiC) kristallide kasvatamiseks kasvuseadmete tehnoloogia abil

Praegu on induktsioonkuumutamine PVT-meetodil SiC-kristallide kasvuahjude puhul tavaline tehnoloogiline viis;

Mähise väline induktsioonkuumutus ja grafiiditakistuskuumutus on arendussuunadSiC kristallkasvuahjud.

5. 8-tolline SiC induktsioonkuumutusega kasvuahi

(1) Kuumutaminegrafiittiigel kütteelementmagnetvälja induktsiooni kaudu; temperatuurivälja reguleerimine küttevõimsuse, mähise asendi ja isolatsioonistruktuuri muutmise teel;

(2) Grafiitklaasi kuumutamine grafiiditakistuskütte ja soojuskiirguse juhtivuse abil; temperatuurivälja reguleerimine grafiitküttekeha voolutugevuse, küttekeha konstruktsiooni ja tsoonivoolu juhtimise abil;