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

1. Percorso tecnologico per la crescita dei 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 vengono coltivati 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 di polvere - trattamento dei cristalli seme - crescita dei cristalli - ricottura del lingottowaferelaborazione.

3. Metodo PVT per crescereCristalli di SiC

La materia prima in SiC viene posizionata sul fondo del crogiolo di grafite, mentre il cristallo di innesco (seed crystal) di SiC si trova sulla sommità. Regolando l'isolamento, la temperatura della materia prima in SiC aumenta e quella del cristallo di innesco diminuisce. Ad alta temperatura, la materia prima in SiC sublima e si decompone in sostanze in fase gassosa, che vengono trasportate al cristallo di innesco a temperatura inferiore e cristallizzano formando cristalli di SiC. Il processo di crescita di base comprende tre processi: decomposizione e sublimazione delle materie prime, trasferimento di massa e cristallizzazione sui cristalli di innesco.

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 di innesco, le tre fasi gassose crescono attraverso 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 della tecnologia delle apparecchiature per la crescita dei cristalli di SiC

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

Il riscaldamento a induzione esterna della bobina e il riscaldamento a resistenza della grafite sono la direzione di sviluppo diCristallo di SiCforni di crescita.

5. Forno di crescita per riscaldamento a induzione SiC da 8 pollici

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

(2) Riscaldamento del crogiolo di grafite mediante riscaldamento a resistenza della grafite e conduzione della radiazione termica; controllo del campo di temperatura mediante la regolazione della corrente del riscaldatore di grafite, la struttura del riscaldatore e il controllo della corrente di zona;