Кремний карбиді кристалын өсіру процесі және жабдықтар технологиясы

1. SiC кристалдарын өсіру технологиясының бағыты

PVT (сублимация әдісі),

HTCVD (жоғары температуралы ЖҚЖ),

LPE(сұйық фазалық әдіс)

үшеуі ортақSiC кристалыөсіру әдістері;

Өнеркәсіптегі ең танымал әдіс - ПВТ әдісі, ал SiC монокристалдарының 95%-дан астамы ПВТ әдісімен өсіріледі;

ИндустрияландырылғанSiC кристалыөсу пеші саланың негізгі ПВТ технологиялық бағытын пайдаланады.

2. SiC кристалдарының өсу процесі

Ұнтақ синтезі - кристалды тұқыммен өңдеу - кристалды өсіру - құйманы күйдіру -вафлиөңдеу.

3. Өсіру үшін PVT әдісіSiC кристалдары

SiC шикізаты графит тигельдің түбіне, ал SiC тұқым кристалы графит тигельдің жоғарғы жағында орналасқан. Оқшаулауды реттеу арқылы SiC шикізатындағы температура жоғарырақ, ал тұқым кристалындағы температура төмен болады. SiC шикізаты жоғары температурада сублимацияланып, газ фазасындағы заттарға ыдырайды, олар төмен температурада тұқым кристалына тасымалданады және SiC кристалдарын түзу үшін кристалданады. Негізгі өсу процесі үш процесті қамтиды: шикізаттың ыдырауы және сублимациясы, масса алмасуы және тұқым кристалдарында кристалдану.

Шикізатты ыдырату және сублимациялау:

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

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

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

Масса алмасу кезінде Si буы графит тигель қабырғасымен әрекеттесіп, SiC2 және Si2C түзеді:

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

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

Тұқым кристалының бетінде үш газ фазасы кремний карбиді кристалдарын түзу үшін келесі екі формула арқылы өседі:

SiC2_(g)+Si2C_(g)=3SiC_(лар)

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

4. SiC кристалын өсіруге арналған PVT әдісі, өсіру жабдықтарының технологиялық бағыты

Қазіргі уақытта индукциялық қыздыру PVT әдісімен SiC кристалды өсіру пештері үшін кең таралған технологиялық бағыт болып табылады;

Сыртқы индукциялық катушка қыздыру және графитке төзімді қыздыру - даму бағытыSiC кристалыөсіру пештері.

5. 8 дюймдік SiC индукциялық қыздыру пеші

(1) Қыздыруграфит тигелі қыздыру элементімагнит өрісінің индукциясы арқылы; қыздыру қуатын, катушканың орналасуын және оқшаулау құрылымын реттеу арқылы температура өрісін реттеу;

(2) Графит тигельді графит кедергісімен қыздыру және жылу сәулеленуін өткізу арқылы қыздыру; графит қыздырғыштың тогын, қыздырғыштың құрылымын және аймақтық токты басқаруды реттеу арқылы температура өрісін басқару;