Postopek rasti kristalov silicijevega karbida in tehnologija opreme

1. Tehnološka pot rasti kristalov SiC

PVT (sublimacijska metoda),

HTCVD (visokotemperaturni CVD),

LPE(metoda s tekočo fazo)

so tri pogosteKristal SiCmetode rasti;

Najbolj prepoznavna metoda v industriji je metoda PVT, s katero se goji več kot 95 % monokristalov SiC;

IndustrializiranoKristal SiCRastna peč uporablja prevladujočo industrijsko tehnološko pot PVT.

2. Postopek rasti kristalov SiC

Sinteza prahu - obdelava kristalov s semenom - rast kristalov - žarjenje ingotov -oblatiobdelava.

3. PVT metoda za rastKristali SiC

Surovina SiC se namesti na dno grafitnega lončka, kalilni kristal SiC pa na vrh grafitnega lončka. Z nastavitvijo izolacije se temperatura na kalilnem kristalu SiC zviša, temperatura na kalilnem kristalu pa zniža. Surovina SiC pri visoki temperaturi sublimira in razgradi v plinasto fazo, ki se nato prenese v kalilni kristal z nižjo temperaturo in kristalizira v kristale SiC. Osnovni proces rasti vključuje tri procese: razgradnjo in sublimacijo surovin, prenos mase in kristalizacijo na kalilnih kristalih.

Razgradnja in sublimacija surovin:

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

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

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

Med prenosom mase silicijeva para dodatno reagira s steno grafitnega lončka in tvori SiC2 in Si2C:

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

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

Na površini semenskega kristala rastejo tri plinske faze po naslednjih dveh formulah, da nastanejo kristali silicijevega karbida:

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

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

4. Metoda PVT za gojenje kristalov SiC s tehnologijo opreme za rast

Trenutno je indukcijsko segrevanje običajna tehnološka pot za peči za rast kristalov SiC z metodo PVT;

Zunanje indukcijsko ogrevanje tuljave in ogrevanje z grafitnim uporom sta smer razvojaKristal SiCrastne peči.

5. 8-palčna rastna peč za indukcijsko segrevanje SiC

(1) Ogrevanjegrafitni lonček grelni elementz indukcijo magnetnega polja; uravnavanje temperaturnega polja z nastavitvijo grelne moči, položaja tuljave in izolacijske strukture;

(2) Ogrevanje grafitnega lončka z uporovnim segrevanjem grafita in toplotnim sevanjem; nadzor temperaturnega polja z nastavitvijo toka grafitnega grelnika, strukture grelnika in conskega nadzora toka;