Silisyum karbür kristal büyüme süreci ve ekipman teknolojisi

1. SiC kristal büyüme teknolojisi yolu

PVT (süblimasyon yöntemi),

HTCVD (yüksek sıcaklıkta CVD),

LPE(sıvı faz yöntemi)

üç yaygın olanSiC kristalibüyüme yöntemleri;

Sektörde en çok kabul gören yöntem PVT yöntemidir ve SiC tek kristallerinin %95'inden fazlası PVT yöntemiyle yetiştirilmektedir;

SanayileşmişSiC kristaliBüyüme fırını, sektörün ana akım PVT teknolojisi yolunu kullanmaktadır.

2. SiC kristal büyüme süreci

Toz sentezi-tohum kristali işleme-kristal büyümesi-külçe tavlama-gofretişleme.

3. PVT yöntemiyle yetiştirmeSiC kristalleri

SiC ham maddesi grafit potanın dibine, SiC tohum kristali ise grafit potanın üstüne yerleştirilir. Yalıtım ayarlanarak, SiC ham maddesinin sıcaklığı yükseltilir ve tohum kristalinin sıcaklığı düşürülür. Yüksek sıcaklıktaki SiC ham maddesi süblimleşerek gaz fazındaki maddelere ayrışır; bu maddeler daha düşük sıcaklıktaki tohum kristaline taşınarak kristalleşir ve SiC kristalleri oluşturur. Temel büyüme süreci üç aşamayı içerir: ham maddelerin ayrışması ve süblimleşmesi, kütle transferi ve tohum kristalleri üzerinde kristalleşme.

Ham maddelerin ayrışması ve süblimleşmesi:

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

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

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

Kütle transferi sırasında, Si buharı grafit pota duvarıyla daha fazla reaksiyona girerek SiC2 ve Si2C oluşturur:

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

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

Tohum kristalinin yüzeyinde, üç gaz fazı aşağıdaki iki formül aracılığıyla büyüyerek silisyum karbür kristalleri oluşturur:

SiC2_(G)+Si2C_(G)=3SiC_(S)

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

4. PVT yöntemiyle SiC kristali büyütme ekipmanı teknolojisi yolu

Şu anda, indüksiyonla ısıtma, PVT yöntemiyle çalışan SiC kristal büyütme fırınları için yaygın bir teknoloji yoludur;

Bobin dış indüksiyonlu ısıtma ve grafit dirençli ısıtma, gelişim yönleridir.SiC kristalibüyüme fırınları.

5. 8 inçlik SiC indüksiyonlu ısıtmalı büyütme fırını

(1) Isıtmagrafit pota ısıtma elemanıManyetik alan indüksiyonu yoluyla; ısıtma gücünü, bobin konumunu ve yalıtım yapısını ayarlayarak sıcaklık alanını düzenleme;

(2) Grafit potanın grafit dirençli ısıtma ve termal radyasyon iletimi yoluyla ısıtılması; grafit ısıtıcının akımının, ısıtıcının yapısının ve bölge akım kontrolünün ayarlanmasıyla sıcaklık alanının kontrol edilmesi;