Proces i tehnologija opreme za rast kristala silicijevog karbida

1. Tehnološki put rasta SiC kristala

PVT (metoda sublimacije),

HTCVD (CVD na visokim temperaturama),

LPE(metoda tekuće faze)

tri su uobičajenaSiC kristalmetode rasta;

Najpriznatija metoda u industriji je PVT metoda, a više od 95% monokristala SiC uzgaja se PVT metodom;

IndustrijaliziranoSiC kristalPeć za rast koristi glavnu industrijsku PVT tehnologiju.

2. Proces rasta kristala SiC

Sinteza praha - obrada kristala sjemena - rast kristala - žarenje ingota -oblatnaobrada.

3. PVT metoda rastaSiC kristali

SiC sirovina se postavlja na dno grafitnog lončića, a SiC kristalna sjemena nalazi se na vrhu grafitnog lončića. Podešavanjem izolacije, temperatura na SiC sirovini je viša, a temperatura na kristalnoj sjemeni je niža. SiC sirovina na visokoj temperaturi sublimira i razgrađuje se u plinovite tvari, koje se prenose do kristalne sjeme s nižom temperaturom i kristaliziraju u kristale SiC. Osnovni proces rasta uključuje tri procesa: razgradnju i sublimaciju sirovina, prijenos mase i kristalizaciju na kristalnim sjemenima.

Razgradnja i sublimacija sirovina:

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

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

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

Tijekom prijenosa mase, para silicija dodatno reagira sa stijenkom grafitnog lončića stvarajući SiC2 i Si2C:

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

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

Na površini kristalne sjemenke, tri plinske faze rastu prema sljedeće dvije formule kako bi se stvorili kristali silicijevog karbida:

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

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

4. PVT metoda za uzgoj SiC kristala, tehnološki put opreme za rast

Trenutno je indukcijsko zagrijavanje uobičajena tehnološka ruta za peći za rast kristala SiC PVT metodom;

Vanjsko indukcijsko zagrijavanje zavojnice i grijani grafitnim otporom su smjer razvojaSiC kristalpeći za rast.

5. 8-inčna peć za indukcijsko zagrijavanje SiC-a

(1) Zagrijavanjegrafitni lončić grijaći elementputem indukcije magnetskog polja; reguliranje temperaturnog polja podešavanjem snage grijanja, položaja zavojnice i izolacijske strukture;

(2) Zagrijavanje grafitnog lončića putem grafitnog otpornog zagrijavanja i provođenja toplinskog zračenja; kontrola temperaturnog polja podešavanjem struje grafitnog grijača, strukture grijača i zonske kontrole struje;