Технологии и оборудование для выращивания кристаллов карбида кремния

1. Технологический путь выращивания кристаллов SiC

ПТВ (метод сублимации),

HTCVD (высокотемпературное химическое осаждение из газовой фазы),

ЛПЭ(метод жидкой фазы)

три распространенныхкристалл SiCметоды роста;

Наиболее признанным в отрасли методом является метод PVT, и более 95% монокристаллов SiC выращиваются именно этим методом;

Индустриализованныйкристалл SiCВ печи для выращивания растений используется распространенная в отрасли технология PVT (тепло-, тепловая и термодинамическая обработка).

2. Процесс выращивания кристаллов SiC

Синтез порошка - обработка затравочных кристаллов - выращивание кристаллов - отжиг слитковвафляобработка.

3. Метод PVT для ростаКристаллы SiC

Исходный материал SiC помещается на дно графитового тигля, а затравка SiC — на его верхнюю часть. Путем регулирования теплоизоляции температура исходного материала SiC повышается, а температура затравки — понижается. При высокой температуре исходный материал SiC сублимируется и разлагается на газообразные вещества, которые транспортируются к затравке с более низкой температурой и кристаллизуются, образуя кристаллы SiC. Основной процесс роста включает три этапа: разложение и сублимацию исходного материала, массоперенос и кристаллизацию на затравке.

Разложение и сублимация сырья:

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

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

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

В процессе массопереноса пары кремния дополнительно реагируют со стенкой графитового тигля, образуя SiC2 и Si2C:

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

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

На поверхности затравочного кристалла три газовые фазы растут по следующим двум формулам, образуя кристаллы карбида кремния:

SiC2_(г)+Si2C_(г)=3SiC_(с)

Si_(г)+SiC2_(г)=2SiC_(С)

4. Метод PVT для выращивания кристаллов SiC: технологический маршрут с использованием оборудования.

В настоящее время индукционный нагрев является распространенным технологическим методом для печей, используемых для выращивания кристаллов SiC методом PVT;

Внешняя индукционная нагрев с помощью катушек и графитовый резистивный нагрев являются направлениями развития.кристалл SiCПечи для выращивания растений.

5. 8-дюймовая индукционная печь для выращивания SiC

(1) Нагреваниеграфитовый тигель нагревательный элементпосредством индукции магнитного поля; регулирование температурного поля путем регулирования мощности нагрева, положения катушки и структуры изоляции;

(2) Нагрев графитового тигля посредством резистивного нагрева графита и теплопроводности за счет теплового излучения; регулирование температурного поля путем регулирования тока графитового нагревателя, структуры нагревателя и управления током зоны;