Silīcija karbīda kristālu audzēšanas process un iekārtu tehnoloģija

1. SiC kristālu augšanas tehnoloģijas maršruts

PVT (sublimācijas metode),

HTCCVD (augstas temperatūras CVD),

LPE(šķidruma fāzes metode)

ir trīs izplatītasSiC kristālsaugšanas metodes;

Vispazīstamākā metode nozarē ir PVT metode, un vairāk nekā 95% SiC monokristālu tiek audzēti ar PVT metodi;

IndustrializētsSiC kristālsaugšanas krāsns izmanto nozarē galveno PVT tehnoloģijas maršrutu.

2. SiC kristālu augšanas process

Pulvera sintēze-kristālu apstrāde-kristālu audzēšana-lietņu atkvēlināšana-vafeleapstrāde.

3. PVT metode audzēšanaiSiC kristāli

SiC izejviela tiek novietota grafīta tīģeļa apakšā, bet SiC sēklas kristāls atrodas grafīta tīģeļa augšpusē. Pielāgojot izolāciju, SiC izejvielas temperatūra ir augstāka, bet sēklas kristāla temperatūra ir zemāka. Augstā temperatūrā SiC izejviela sublimējas un sadalās gāzes fāzes vielās, kuras zemākā temperatūrā tiek transportētas uz sēklas kristālu un kristalizējas, veidojot SiC kristālus. Pamata augšanas process ietver trīs procesus: izejvielu sadalīšanos un sublimāciju, masas pārnesi un kristalizāciju uz sēklas kristāliem.

Izejvielu sadalīšanās un sublimācija:

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

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

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

Masas pārneses laikā Si tvaiki tālāk reaģē ar grafīta tīģeļa sienu, veidojot SiC2 un Si2C:

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

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

Sēklas kristāla virsmā trīs gāzes fāzes aug, izmantojot šādas divas formulas, lai radītu silīcija karbīda kristālus:

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

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

4. PVT metode SiC kristālu audzēšanas iekārtu tehnoloģijas maršrutam

Pašlaik indukcijas sildīšana ir izplatīta PVT metodes SiC kristālu augšanas krāsnīm izmantotā tehnoloģiskā metode;

Spoles ārējā indukcijas sildīšana un grafīta pretestības sildīšana ir attīstības virziensSiC kristālsaugšanas krāsnis.

5. 8 collu SiC indukcijas sildīšanas augšanas krāsns

(1) Sildīšanagrafīta tīģelis sildelementscaur magnētiskā lauka indukciju; regulējot temperatūras lauku, pielāgojot sildīšanas jaudu, spoles pozīciju un izolācijas struktūru;

(2) Grafīta tīģeļa karsēšana, izmantojot grafīta pretestības karsēšanu un termiskā starojuma vadīšanu; temperatūras lauka kontrole, regulējot grafīta sildītāja strāvu, sildītāja struktūru un zonas strāvas kontroli;