Technologie voor de groei van siliciumcarbidekristallen en apparatuur

1. Technologieroute voor de groei van SiC-kristallen

PVT (sublimatiemethode),

HTCVD (hoge temperatuur CVD),

LPE(vloeistoffasemethode)

zijn drie gemeenschappelijkeSiC-kristalgroeimethoden;

De meest erkende methode in de industrie is de PVT-methode. Meer dan 95% van de SiC-monokristallen wordt gekweekt via de PVT-methode;

GeïndustrialiseerdSiC-kristalDe groeioven maakt gebruik van de gangbare PVT-technologie in de sector.

2. SiC-kristalgroeiproces

Poedersynthese - zaadkristalbehandeling - kristalgroei - staafgloeien -wafeltjeverwerken.

3. PVT-methode om te groeienSiC-kristallen

De SiC-grondstof wordt onderin de grafietkroes geplaatst en het SiC-kiemkristal bovenin. Door de isolatie aan te passen, wordt de temperatuur bij de SiC-grondstof hoger en bij het kiemkristal lager. Bij hoge temperatuur sublimeert en ontleedt de SiC-grondstof tot gasvormige stoffen, die naar het kiemkristal met lagere temperatuur worden getransporteerd en daar kristalliseren tot SiC-kristallen. Het basisgroeiproces omvat drie processen: ontleding en sublimatie van de grondstoffen, massaoverdracht en kristallisatie op kiemkristallen.

Ontleding en sublimatie van grondstoffen:

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

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

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

Tijdens de massaoverdracht reageert Si-damp verder met de wand van de grafietkroes om SiC2 en Si2C te vormen:

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

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

Op het oppervlak van het zaadkristal groeien de drie gasfasen volgens de volgende twee formules om siliciumcarbidekristallen te genereren:

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

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

4. PVT-methode voor de groei van SiC-kristallen: groei-apparatuurtechnologieroute

Momenteel is inductieverhitting een gebruikelijke technologische route voor SiC-kristalgroeiovens volgens de PVT-methode;

De ontwikkelingsrichting van de spoel-externe inductieverwarming en de grafietweerstandsverwarming isSiC-kristalgroei ovens.

5. 8-inch SiC inductieverwarmingsgroeioven

(1) Het verwarmen van degrafietkroes verwarmingselementdoor magnetische veldinductie; het regelen van het temperatuurveld door het aanpassen van het verwarmingsvermogen, de positie van de spoel en de isolatiestructuur;

(2) Het verwarmen van de grafietkroes door middel van grafietweerstandsverwarming en thermische stralingsgeleiding; het regelen van het temperatuurveld door de stroom van de grafietverwarmer, de structuur van de verwarmer en de zonestroomregeling aan te passen;