Technológia procesu a zariadenia na rast kryštálov karbidu kremíka

1. Technologický postup rastu kryštálov SiC

PVT (sublimačná metóda),

HTCVD (vysokoteplotné CVD),

LPE(metóda kvapalnej fázy)

sú tri bežnéKryštál SiCmetódy rastu;

Najuznávanejšou metódou v priemysle je metóda PVT a viac ako 95 % monokryštálov SiC sa pestuje metódou PVT;

IndustrializovanýKryštál SiCRastová pec využíva hlavnú technologickú cestu PVT v tomto odvetví.

2. Proces rastu kryštálov SiC

Syntéza prášku - úprava kryštálov zárodkami - rast kryštálov - žíhanie ingotov -oblátkaspracovanie.

3. Metóda PVT na rastKryštály SiC

Surovina SiC sa umiestni na spodok grafitového téglika a zárodočný kryštál SiC sa nachádza na vrchu grafitového téglika. Úpravou izolácie sa teplota na surovom materiáli SiC zvýši a teplota na zárodočnom kryštáli zníži. Surovina SiC pri vysokej teplote sublimuje a rozkladá sa na látky v plynnej fáze, ktoré sa pri nižšej teplote transportujú do zárodočného kryštálu a kryštalizujú za vzniku kryštálov SiC. Základný rastový proces zahŕňa tri procesy: rozklad a sublimáciu surovín, prenos hmoty a kryštalizáciu na zárodočných kryštáloch.

Rozklad a sublimácia surovín:

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

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

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

Počas prenosu hmoty para Si ďalej reaguje so stenou grafitového téglika za vzniku SiC2 a Si2C:

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

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

Na povrchu zárodočného kryštálu rastú tri plynné fázy podľa nasledujúcich dvoch vzorcov za vzniku kryštálov karbidu kremíka:

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

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

4. Metóda PVT na pestovanie kryštálov SiC pomocou technológie zariadenia na rast kryštálov

V súčasnosti je indukčný ohrev bežnou technologickou cestou pre pece na rast kryštálov SiC metódou PVT;

Vonkajší indukčný ohrev cievky a grafitový odporový ohrev sú smerom vývojaKryštál SiCrastové pece.

5. 8-palcová indukčná rastová pec SiC

(1) Zahrievaniegrafitový téglik vykurovací článokprostredníctvom indukcie magnetického poľa; regulácia teplotného poľa nastavením vykurovacieho výkonu, polohy cievky a izolačnej štruktúry;

(2) Ohrev grafitového téglika prostredníctvom grafitového odporového ohrevu a tepelného žiarenia; regulácia teplotného poľa nastavením prúdu grafitového ohrievača, štruktúry ohrievača a regulácie zónového prúdu;