Processo de crescimento de cristais de carbeto de silício e tecnologia de equipamentos

1. Rota da tecnologia de crescimento de cristais de SiC

PVT (método de sublimação),

HTCVD (CVD de alta temperatura),

LPE(método da fase líquida)

são três comunscristal de SiCmétodos de crescimento;

O método mais reconhecido na indústria é o método PVT, e mais de 95% dos monocristais de SiC são cultivados pelo método PVT;

Industrializadocristal de SiCO forno de crescimento utiliza a tecnologia PVT, a mais comum na indústria.

2. Processo de crescimento de cristais de SiC

Síntese de pó - tratamento de cristais-semente - crescimento de cristais - recozimento de lingotes -waferprocessamento.

3. Método PVT para cultivoCristais de SiC

A matéria-prima de SiC é colocada no fundo do cadinho de grafite, e o cristal semente de SiC é colocado no topo do cadinho de grafite. Ajustando o isolamento, a temperatura na matéria-prima de SiC é elevada e a temperatura no cristal semente é reduzida. A matéria-prima de SiC, em alta temperatura, sublima e se decompõe em substâncias na fase gasosa, que são transportadas para o cristal semente, de temperatura mais baixa, e cristalizam para formar cristais de SiC. O processo básico de crescimento inclui três etapas: decomposição e sublimação da matéria-prima, transferência de massa e cristalização sobre os cristais semente.

Decomposição e sublimação de matérias-primas:

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

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

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

Durante a transferência de massa, o vapor de Si reage ainda com a parede do cadinho de grafite para formar SiC2 e Si2C:

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

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

Na superfície do cristal semente, as três fases gasosas crescem através das duas fórmulas seguintes para gerar cristais de carbeto de silício:

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

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

4. Método PVT para crescimento de cristais de SiC: rota tecnológica para equipamentos de crescimento de cristais.

Atualmente, o aquecimento por indução é uma tecnologia comum para fornos de crescimento de cristais de SiC pelo método PVT;

O aquecimento por indução externa da bobina e o aquecimento por resistência de grafite são as direções de desenvolvimento decristal de SiCfornos de crescimento.

Forno de crescimento de SiC com aquecimento por indução de 5,8 polegadas

(1) Aquecimento docadinho de grafite elemento de aquecimentopor meio da indução de campo magnético; regulando o campo de temperatura ajustando a potência de aquecimento, a posição da bobina e a estrutura de isolamento;

(2) Aquecimento do cadinho de grafite por meio de aquecimento por resistência de grafite e condução por radiação térmica; controle do campo de temperatura ajustando a corrente do aquecedor de grafite, a estrutura do aquecedor e o controle da corrente da zona;