સિલિકોન કાર્બાઇડ ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ પ્રક્રિયા અને સાધનો ટેકનોલોજી

૧. SiC ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ ટેકનોલોજી રૂટ

પીવીટી (સબ્લિમેશન પદ્ધતિ),

HTCVD (ઉચ્ચ તાપમાન CVD),

એલપીઈ(પ્રવાહી તબક્કા પદ્ધતિ)

ત્રણ સામાન્ય છેSiC ક્રિસ્ટલવૃદ્ધિ પદ્ધતિઓ;

ઉદ્યોગમાં સૌથી વધુ માન્યતા પ્રાપ્ત પદ્ધતિ PVT પદ્ધતિ છે, અને 95% થી વધુ SiC સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સ PVT પદ્ધતિ દ્વારા ઉગાડવામાં આવે છે;

ઔદ્યોગિકSiC ક્રિસ્ટલગ્રોથ ફર્નેસ ઉદ્યોગના મુખ્ય પ્રવાહના PVT ટેકનોલોજી રૂટનો ઉપયોગ કરે છે.

2. SiC સ્ફટિક વૃદ્ધિ પ્રક્રિયા

પાવડર સંશ્લેષણ-બીજ સ્ફટિક સારવાર-સ્ફટિક વૃદ્ધિ-ઇંગોટ એનિલિંગ-વેફરપ્રક્રિયા.

૩. ઉગાડવા માટે PVT પદ્ધતિSiC સ્ફટિકો

SiC કાચો માલ ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલના તળિયે મૂકવામાં આવે છે, અને SiC બીજ સ્ફટિક ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલની ટોચ પર હોય છે. ઇન્સ્યુલેશનને સમાયોજિત કરીને, SiC કાચા માલનું તાપમાન વધારે હોય છે અને બીજ સ્ફટિકનું તાપમાન ઓછું હોય છે. ઉચ્ચ તાપમાને SiC કાચો માલ ગેસ તબક્કાના પદાર્થોમાં ઉત્તેજિત થાય છે અને વિઘટિત થાય છે, જે નીચા તાપમાને બીજ સ્ફટિકમાં પરિવહન થાય છે અને સ્ફટિકીકરણ કરીને SiC સ્ફટિકો બનાવે છે. મૂળભૂત વૃદ્ધિ પ્રક્રિયામાં ત્રણ પ્રક્રિયાઓ શામેલ છે: કાચા માલનું વિઘટન અને ઉત્તેજના, સમૂહ સ્થાનાંતરણ અને બીજ સ્ફટિકો પર સ્ફટિકીકરણ.

કાચા માલનું વિઘટન અને ઉત્કર્ષ:

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

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

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

માસ ટ્રાન્સફર દરમિયાન, Si વરાળ ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ દિવાલ સાથે વધુ પ્રતિક્રિયા આપીને SiC2 અને Si2C બનાવે છે:

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

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

બીજ સ્ફટિકની સપાટી પર, ત્રણ ગેસ તબક્કાઓ નીચેના બે સૂત્રો દ્વારા વૃદ્ધિ પામે છે અને સિલિકોન કાર્બાઇડ સ્ફટિકો ઉત્પન્ન કરે છે:

સીસી2_(જી)+Si2C_(જી)=3SiC_(ઓ)

Si_(જી)+SiC2_(જી)=2SiC_(ઓ)

4. SiC ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ ઇક્વિપમેન્ટ ટેકનોલોજી રૂટ ઉગાડવા માટે PVT પદ્ધતિ

હાલમાં, PVT પદ્ધતિ SiC ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ ફર્નેસ માટે ઇન્ડક્શન હીટિંગ એક સામાન્ય ટેકનોલોજી માર્ગ છે;

કોઇલ બાહ્ય ઇન્ડક્શન હીટિંગ અને ગ્રેફાઇટ પ્રતિકાર હીટિંગ એ વિકાસ દિશા છેSiC ક્રિસ્ટલવૃદ્ધિ ભઠ્ઠીઓ.

૫. ૮-ઇંચ SiC ઇન્ડક્શન હીટિંગ ગ્રોથ ફર્નેસ

(1) ગરમ કરવુંગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ ગરમી તત્વચુંબકીય ક્ષેત્ર ઇન્ડક્શન દ્વારા; ગરમી શક્તિ, કોઇલ સ્થિતિ અને ઇન્સ્યુલેશન માળખાને સમાયોજિત કરીને તાપમાન ક્ષેત્રનું નિયમન કરવું;

(2) ગ્રેફાઇટ પ્રતિકાર ગરમી અને થર્મલ રેડિયેશન વહન દ્વારા ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલને ગરમ કરવું; ગ્રેફાઇટ હીટરના પ્રવાહ, હીટરની રચના અને ઝોન વર્તમાન નિયંત્રણને સમાયોજિત કરીને તાપમાન ક્ષેત્રને નિયંત્રિત કરવું;