Tillväxtprocess och utrustningsteknik för kiselkarbidkristaller

1. Teknikväg för SiC-kristalltillväxt

PVT (sublimeringsmetod),

HTCVD (högtemperatur-CVD),

LPE(vätskefasmetod)

är tre vanligaSiC-kristalltillväxtmetoder;

Den mest erkända metoden i branschen är PVT-metoden, och mer än 95 % av SiC-enkristaller odlas med PVT-metoden;

IndustrialiseradSiC-kristalltillväxtugnen använder branschens vanliga PVT-teknik.

2. SiC-kristalltillväxtprocess

Pulversyntes-frökristallbehandling-kristalltillväxt-glödgning av gjutgods-rånbearbetning.

3. PVT-metod för odlingSiC-kristaller

SiC-råmaterialet placeras längst ner i grafitdegeln och SiC-frökristallen placeras överst i grafitdegeln. Genom att justera isoleringen blir temperaturen vid SiC-råmaterialet högre och temperaturen vid frökristallen lägre. SiC-råmaterialet sublimerar och sönderdelas vid hög temperatur till gasfasämnen, vilka transporteras till frökristallen vid lägre temperatur och kristalliserar för att bilda SiC-kristaller. Den grundläggande tillväxtprocessen innefattar tre processer: nedbrytning och sublimering av råmaterial, massöverföring och kristallisering på frökristaller.

Nedbrytning och sublimering av råmaterial:

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

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

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

Under massöverföring reagerar Si-ånga vidare med grafitdegelns vägg för att bilda SiC2 och Si2C:

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

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

På ytan av ympkristallen växer de tre gasfaserna genom följande två formler för att generera kiselkarbidkristaller:

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

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

4. PVT-metod för att odla SiC-kristalltillväxtutrustningsteknik

För närvarande är induktionsuppvärmning en vanlig teknikväg för SiC-kristalltillväxtugnar med PVT-metoden;

Spolens externa induktionsvärme och grafitmotståndsvärme är utvecklingsriktningen förSiC-kristalltillväxtugnar.

5. 8-tums SiC induktionsvärmetillväxtugn

(1) Uppvärmning avgrafitdegel värmeelementgenom magnetfältsinduktion; reglering av temperaturfältet genom att justera värmeeffekten, spolens position och isoleringsstrukturen;

(2) Uppvärmning av grafitdegeln genom grafitmotståndsuppvärmning och termisk strålningsledning; styrning av temperaturfältet genom att justera grafitvärmarens ström, värmarens struktur och zonströmsregleringen;