Szilícium-karbid kristálynövekedési folyamat és berendezéstechnológia

1. SiC kristálynövekedési technológiai útvonal

PVT (szublimációs módszer),

HTCCVD (magas hőmérsékletű CVD),

LPE(folyadékfázisú módszer)

három gyakoriSiC kristálynövekedési módszerek;

Az iparágban a legismertebb módszer a PVT-módszer, és a SiC egykristályok több mint 95%-át PVT-módszerrel termesztik;

IparosodottSiC kristályA növekedési kemence az iparág mainstream PVT technológiáját használja.

2. SiC kristálynövekedési folyamat

Porszintézis-oltókristály-kezelés-kristálynövekedés-öntvény hőkezelés-ostyafeldolgozás.

3. PVT módszer a növekedéshezSiC kristályok

A SiC nyersanyagot a grafittégely aljára, a SiC oltókristályt pedig a grafittégely tetejére helyezik. A szigetelés beállításával a SiC nyersanyag hőmérséklete magasabb, az oltókristályé pedig alacsonyabb. A magas hőmérsékleten a SiC nyersanyag szublimál és gázfázisú anyagokká bomlik, amelyek az alacsonyabb hőmérsékletű oltókristályhoz szállítódnak, és SiC kristályokat képezve kristályosodnak. Az alapvető növekedési folyamat három folyamatot foglal magában: a nyersanyagok bomlását és szublimációját, tömegátadást és kristályosodást az oltókristályokon.

Nyersanyagok lebontása és szublimációja:

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

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

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

Tömegátadás során a Si gőz tovább reagál a grafit olvasztótégely falával, SiC2-t és Si2C-t képezve:

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

2Si(g) + C(S) = Si²C(g)

Az oltókristály felületén a három gázfázis a következő két képleten keresztül növekszik, szilícium-karbid kristályokat hozva létre:

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

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

4. PVT módszer SiC kristálynövesztő berendezések technológiai útvonalának növesztésére

Jelenleg az indukciós melegítés egy elterjedt technológiai eljárás a PVT-módszerrel előállított SiC kristálynövesztő kemencék esetében;

A tekercses külső indukciós fűtés és a grafit ellenállásos fűtés a fejlesztési irányokSiC kristálynövekedési kemencék.

5. 8 hüvelykes SiC indukciós fűtésű növekedési kemence

(1) A melegítésgrafittégely fűtőelemmágneses tér indukcióján keresztül; a hőmérsékleti mező szabályozása a fűtőteljesítmény, a tekercs helyzetének és a szigetelési szerkezet beállításával;

(2) A grafittégely melegítése grafit ellenállásfűtéssel és hősugárzás-vezetéssel; a hőmérsékleti mező szabályozása a grafitfűtő áramának, a fűtőtest szerkezetének és a zónaáram szabályozásának beállításával;

6. Az indukciós és az ellenállásos fűtés összehasonlítása