กระบวนการและเทคโนโลยีอุปกรณ์ในการเจริญเติบโตของผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์

1. เส้นทางเทคโนโลยีการเจริญเติบโตของผลึก SiC

PVT (วิธีการระเหิด)

HTCVD (CVD อุณหภูมิสูง)

แอลพีอี(วิธีเฟสของเหลว)

มีสามประเภททั่วไปผลึก SiCวิธีการเจริญเติบโต;

วิธีการที่เป็นที่ยอมรับมากที่สุดในอุตสาหกรรมคือวิธี PVT และผลึกเดี่ยว SiC มากกว่า 95% ถูกปลูกโดยวิธี PVT

อุตสาหกรรมผลึก SiCเตาหลอมสำหรับการเจริญเติบโตใช้เทคโนโลยี PVT ซึ่งเป็นเทคโนโลยีหลักของอุตสาหกรรม

2. กระบวนการเจริญเติบโตของผลึก SiC

การสังเคราะห์ผง - การบำบัดผลึกเริ่มต้น - การเจริญเติบโตของผลึก - การอบอ่อนแท่งโลหะ -เวเฟอร์กำลังประมวลผล.

3. วิธี PVT ในการปลูกพืชผลึก SiC

วัตถุดิบ SiC ถูกวางไว้ที่ด้านล่างของเบ้าหลอมกราไฟต์ และผลึกต้นแบบ SiC ถูกวางไว้ที่ด้านบนของเบ้าหลอมกราไฟต์ โดยการปรับฉนวน อุณหภูมิที่วัตถุดิบ SiC จะสูงกว่า และอุณหภูมิที่ผลึกต้นแบบจะต่ำกว่า วัตถุดิบ SiC ที่อุณหภูมิสูงจะระเหิดและสลายตัวเป็นสารในสถานะก๊าซ ซึ่งจะถูกลำเลียงไปยังผลึกต้นแบบที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าและตกผลึกกลายเป็นผลึก SiC กระบวนการเจริญเติบโตพื้นฐานประกอบด้วยสามขั้นตอน ได้แก่ การสลายตัวและการระเหิดของวัตถุดิบ การลำเลียงมวล และการตกผลึกบนผลึกต้นแบบ

การสลายตัวและการระเหิดของวัตถุดิบ:

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

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

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

ในระหว่างการถ่ายเทมวล ไอระเหยของซิลิคอนจะทำปฏิกิริยาเพิ่มเติมกับผนังเบ้าหลอมกราไฟต์เพื่อสร้าง SiC2 และ Si2C:

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

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

บนพื้นผิวของผลึกต้นแบบ เฟสแก๊สทั้งสามจะเติบโตผ่านสูตรสองข้อต่อไปนี้เพื่อสร้างผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์:

ซีซี2_(ก)+Si2C_(ก)=3SiC_(s)

Si_(ก)+SiC2_(ก)=2SiC_(ส)

4. เส้นทางเทคโนโลยีอุปกรณ์การปลูกผลึก SiC ด้วยวิธี PVT

ในปัจจุบัน การให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำเป็นเทคโนโลยีที่นิยมใช้กันทั่วไปในเตาเผาสำหรับการเจริญเติบโตของผลึก SiC ด้วยวิธี PVT

การให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำภายนอกแบบขดลวดและการให้ความร้อนด้วยความต้านทานกราไฟต์เป็นทิศทางการพัฒนาของผลึก SiCเตาเผาสำหรับการเจริญเติบโตของอนุภาค

5. เตาเผาสำหรับการเจริญเติบโตของผลึกซิลิคอนไดออกไซด์ (SiC) ขนาด 8 นิ้ว ที่ใช้ความร้อนเหนี่ยวนำ

(1) การให้ความร้อนเบ้าหลอมกราไฟต์ องค์ประกอบความร้อนโดยการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก การควบคุมสนามอุณหภูมิโดยการปรับกำลังความร้อน ตำแหน่งขดลวด และโครงสร้างฉนวน

(2) การให้ความร้อนแก่เบ้าหลอมกราไฟต์ผ่านการให้ความร้อนด้วยความต้านทานกราไฟต์และการนำความร้อนด้วยการแผ่รังสี การควบคุมสนามอุณหภูมิโดยการปรับกระแสของตัวทำความร้อนกราไฟต์ โครงสร้างของตัวทำความร้อน และการควบคุมกระแสโซน