תהליך וציוד לגידול גבישי סיליקון קרביד

1. מסלול טכנולוגיית גידול גבישי SiC

PVT (שיטת סובלימציה),

HTCVD (CVD בטמפרטורה גבוהה),

LPE(שיטת הפאזה הנוזלית)

שלושה נפוציםגביש SiCשיטות גידול;

השיטה המוכרת ביותר בתעשייה היא שיטת PVT, ויותר מ-95% מגבישי ה-SiC היחידים גדלים בשיטת PVT;

מתועשתגביש SiCתנור צמיחה משתמש במסלול טכנולוגיית PVT המרכזי של התעשייה.

2. תהליך גידול גבישי SiC

סינתזת אבקה - טיפול בגבישי זרעים - צמיחת גבישים - חישול מטילירָקִיקעיבוד.

3. שיטת PVT לגידולגבישי SiC

חומר הגלם SiC ממוקם בתחתית כור היתוך של הגרפיט, וגביש הזרעים SiC נמצא בחלקו העליון של כור היתוך של הגרפיט. על ידי כוונון הבידוד, הטמפרטורה בחומר הגלם SiC גבוהה יותר והטמפרטורה בגביש הזרעים נמוכה יותר. חומר הגלם SiC מתפרק בטמפרטורה גבוהה לחומרים בשלב גז, אשר מועברים לגביש הזרעים בטמפרטורה נמוכה יותר ומתגבשים ליצירת גבישי SiC. תהליך הגידול הבסיסי כולל שלושה תהליכים: פירוק וסובלימציה של חומרי גלם, העברת מסה והתגבשות על גבישי הזרעים.

פירוק וסובלימציה של חומרי גלם:

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

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

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

במהלך העברת מסה, אדי ה-Si מגיבים עוד יותר עם דופן כור ההיתוך של הגרפיט ליצירת SiC2 ו-Si2C:

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

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

על פני גביש הזרעים, שלושת פאזות הגז גדלות באמצעות שתי הנוסחאות הבאות כדי לייצר גבישי סיליקון קרביד:

SiC2_(ז)+Si2C_(ז)=3SiC_(ים)

Si_(ז)+SiC2_(ז)=2SiC_(ש)

4. שיטת PVT לגידול גבישי SiC - נתיב טכנולוגיית ציוד גידול

כיום, חימום אינדוקציה הוא נתיב טכנולוגי נפוץ עבור תנורי גידול גבישי SiC בשיטת PVT;

חימום אינדוקציה חיצוני של סליל וחימום התנגדות גרפיט הם כיוון הפיתוח שלגביש SiCתנורי צמיחה.

5. תנור גידול חימום אינדוקציה SiC בגודל 8 אינץ'

(1) חימום הכור היתוך גרפיט גוף חימוםבאמצעות אינדוקציה של שדה מגנטי; ויסות שדה הטמפרטורה על ידי התאמת עוצמת החימום, מיקום הסליל ומבנה הבידוד;

(2) חימום כור היתוך של הגרפיט באמצעות חימום התנגדות גרפיט והולכת קרינה תרמית; שליטה על שדה הטמפרטורה על ידי התאמת זרם מחמם הגרפיט, מבנה המחמם ובקרת זרם האזור;