Processo di crescita dei cristalli di carburo di silicio e tecnologia delle apparecchiature

1. Percorso tecnologico per la crescita di cristalli di SiC

PVT (metodo di sublimazione),

HTCVD (CVD ad alta temperatura),

LPE(metodo in fase liquida)

sono tre comunicristallo di SiCmetodi di crescita;

Il metodo più riconosciuto nel settore è il metodo PVT, e oltre il 95% dei monocristalli di SiC viene coltivato con il metodo PVT;

Industrializzatocristallo di SiCIl forno di crescita utilizza la tecnologia PVT più diffusa nel settore.

2. Processo di crescita dei cristalli di SiC

Sintesi in polvere-trattamento dei cristalli seme-crescita dei cristalli-ricottura del lingotto-waferelaborazione.

3. Metodo PVT per la coltivazionecristalli di SiC

Il materiale grezzo SiC viene posto sul fondo del crogiolo di grafite, mentre il cristallo seme di SiC si trova nella parte superiore. Regolando l'isolamento, la temperatura del materiale grezzo SiC risulta più elevata e quella del cristallo seme più bassa. Il materiale grezzo SiC ad alta temperatura sublima e si decompone in sostanze in fase gassosa, che vengono trasportate verso il cristallo seme a temperatura inferiore e cristallizzano per formare i cristalli di SiC. Il processo di crescita di base comprende tre fasi: decomposizione e sublimazione del materiale grezzo, trasferimento di massa e cristallizzazione sui cristalli seme.

Decomposizione e sublimazione delle materie prime:

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

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

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

Durante il trasferimento di massa, il vapore di Si reagisce ulteriormente con la parete del crogiolo di grafite per formare SiC2 e Si2C:

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

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

Sulla superficie del cristallo seme, le tre fasi gassose crescono secondo le due formule seguenti per generare cristalli di carburo di silicio:

SiC2_(G)+Si2C_(G)=3SiC_(S)

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

4. Metodo PVT per la crescita di cristalli di SiC, percorso tecnologico delle apparecchiature per la crescita

Attualmente, il riscaldamento a induzione è una tecnologia comune per i forni di crescita di cristalli di SiC con metodo PVT;

Il riscaldamento a induzione esterno a bobina e il riscaldamento a resistenza di grafite sono la direzione di sviluppo dicristallo di SiCforni di crescita

5. Forno di crescita a induzione in SiC da 8 pollici

(1) Riscaldamento delcrogiolo di grafite elemento riscaldantetramite induzione di campo magnetico; regolazione del campo di temperatura mediante la regolazione della potenza di riscaldamento, della posizione della bobina e della struttura di isolamento;

(2) Riscaldamento del crogiolo di grafite tramite riscaldamento a resistenza di grafite e conduzione per irraggiamento termico; controllo del campo di temperatura mediante la regolazione della corrente del riscaldatore di grafite, della struttura del riscaldatore e del controllo della corrente di zona;