فرآیند رشد کریستال کاربید سیلیکون و فناوری تجهیزات

1. مسیر فناوری رشد کریستال SiC

PVT (روش تصعید)،

HTCVD (CVD با دمای بالا)

ال پی ای(روش فاز مایع)

سه مورد رایج هستندکریستال SiCروش‌های رشد؛

شناخته‌شده‌ترین روش در صنعت، روش PVT است و بیش از ۹۵٪ از تک بلورهای SiC با روش PVT رشد می‌کنند؛

صنعتی شدهکریستال SiCکوره رشد از مسیر فناوری PVT رایج در صنعت استفاده می‌کند.

2. فرآیند رشد کریستال SiC

سنتز پودر- عملیات کریستالی دانه- رشد کریستال- آنیل شمش-ویفرپردازش.

۳. روش PVT برای رشدبلورهای SiC

ماده اولیه SiC در پایین بوته گرافیتی قرار می‌گیرد و کریستال بذر SiC در بالای بوته گرافیتی قرار دارد. با تنظیم عایق، دمای ماده اولیه SiC بالاتر و دمای کریستال بذر پایین‌تر است. ماده اولیه SiC در دمای بالا تصعید و به مواد فاز گازی تجزیه می‌شود که به کریستال بذر با دمای پایین‌تر منتقل می‌شوند و برای تشکیل کریستال‌های SiC متبلور می‌شوند. فرآیند رشد اساسی شامل سه فرآیند است: تجزیه و تصعید مواد اولیه، انتقال جرم و تبلور روی کریستال‌های بذر.

تجزیه و تصعید مواد اولیه:

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

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

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

در طول انتقال جرم، بخار سیلیسیم با دیواره بوته گرافیتی واکنش بیشتری نشان می‌دهد و SiC2 و Si2C تشکیل می‌شود:

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

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

روی سطح کریستال بذر، سه فاز گازی از طریق دو فرمول زیر رشد می‌کنند تا کریستال‌های کاربید سیلیکون تولید کنند:

سی‌سی۲_(گ)+Si2C_(گ)=3SiC_(ها)

Si_(گ)+SiC2_(گ)=2SiC_(س)

4. روش PVT برای رشد کریستال SiC، مسیر فناوری تجهیزات رشد

در حال حاضر، گرمایش القایی یک مسیر فناوری رایج برای کوره‌های رشد کریستال SiC به روش PVT است؛

گرمایش القایی خارجی کویل و گرمایش مقاومت گرافیتی، جهت توسعه ... هستند.کریستال SiCکوره های رشد

۵. کوره رشد القایی SiC با گرمایش ۸ اینچی

(1) گرم کردنبوته گرافیتی عنصر گرمایشاز طریق القای میدان مغناطیسی؛ تنظیم میدان دما با تنظیم توان گرمایش، موقعیت کویل و ساختار عایق؛

(2) گرم کردن بوته گرافیتی از طریق گرمایش مقاومتی گرافیتی و هدایت تابش حرارتی؛ کنترل میدان دما با تنظیم جریان بخاری گرافیتی، ساختار بخاری و کنترل جریان منطقه؛

۶. مقایسه گرمایش القایی و گرمایش مقاومتی