Technologia i urządzenia do wzrostu kryształów węglika krzemu

1. Technologia wzrostu kryształów SiC

PVT (metoda sublimacji)

HTCVD (wysokotemperaturowe CVD)

LPE(metoda fazy ciekłej)

są trzy powszechneKryształ SiCmetody wzrostu;

Najbardziej znaną metodą w branży jest metoda PVT. Ponad 95% monokryształów SiC hoduje się przy użyciu tej metody;

UprzemysłowionyKryształ SiCPiec wzrostowy wykorzystuje powszechnie stosowaną w branży technologię PVT.

2. Proces wzrostu kryształów SiC

Synteza proszku, obróbka kryształów zarodkowych, wzrost kryształów, wyżarzanie wlewków-opłatekprzetwarzanie.

3. Metoda PVT do uprawyKryształy SiC

Surowiec SiC umieszczany jest na dnie tygla grafitowego, a kryształ zarodkowy SiC na jego szczycie. Dzięki odpowiedniej izolacji temperatura surowca SiC jest wyższa, a temperatura kryształu zarodkowego niższa. Surowiec SiC w wysokiej temperaturze sublimuje i rozkłada się na substancje fazy gazowej, które są transportowane do kryształu zarodkowego o niższej temperaturze i krystalizują, tworząc kryształy SiC. Podstawowy proces wzrostu obejmuje trzy procesy: rozkład i sublimację surowców, przenoszenie masy oraz krystalizację na kryształach zarodkowych.

Rozkład i sublimacja surowców:

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

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

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

Podczas przenoszenia masy para Si reaguje dalej ze ścianką tygla grafitowego, tworząc SiC2 i Si2C:

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

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

Na powierzchni kryształu zarodkowego trzy fazy gazowe rosną zgodnie z dwoma poniższymi wzorami, tworząc kryształy węglika krzemu:

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

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

4. Metoda PVT do hodowli kryształów SiC – ścieżka technologii urządzeń do wzrostu

Obecnie powszechną technologią stosowaną w piecach do wzrostu kryształów SiC metodą PVT jest nagrzewanie indukcyjne;

Zewnętrzne nagrzewanie indukcyjne cewek i nagrzewanie oporowe grafitem to kierunki rozwojuKryształ SiCpiece wzrostowe.

5. 8-calowy piec do wzrostu z ogrzewaniem indukcyjnym SiC

(1) Ogrzewanietygiel grafitowy element grzejnypoprzez indukcję pola magnetycznego; regulacja pola temperatury poprzez dostosowanie mocy grzewczej, położenia cewki i struktury izolacji;

(2) Ogrzewanie tygla grafitowego poprzez ogrzewanie rezystancyjne grafitu i przewodzenie promieniowania cieplnego; kontrolowanie pola temperatury poprzez regulację prądu grzejnika grafitowego, struktury grzejnika i kontroli prądu strefy;