Технологія процесу та обладнання для вирощування кристалів карбіду кремнію

1. Технологічний маршрут вирощування кристалів SiC

PVT (метод сублімації),

HTCVD (високотемпературний CVD),

ЛПЕ(рідкофазний метод)

три поширеніКристал SiCметоди росту;

Найбільш визнаним методом у галузі є метод PVT, і понад 95% монокристалів SiC вирощуються методом PVT;

ІндустріалізованийКристал SiCПіч для росту використовує основний у галузі технологію PVT.

2. Процес вирощування кристалів SiC

Синтез порошку - обробка кристалів зародка - вирощування кристалів - відпал злитків -вафляобробка.

3. Метод PVT для вирощуванняКристали SiC

Сировина SiC розміщується на дні графітового тигля, а затравка SiC знаходиться у верхній частині графітового тигля. Регулюючи ізоляцію, температура сировини SiC підвищується, а температура затравки знижується. Сировина SiC за високої температури сублімується та розкладається на газофазні речовини, які транспортуються до затравки з нижчою температурою та кристалізуються, утворюючи кристали SiC. Основний процес вирощування включає три процеси: розкладання та сублімацію сировини, масообмін та кристалізація на затравках.

Розкладання та сублімація сировини:

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

2SiC(S)= Si(г)+ SiC2(г)

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

Під час масопереносу пари Si додатково реагують зі стінкою графітового тигля, утворюючи SiC2 та Si2C:

Si(г)+2C(S) =SiC2(г)

2Si(г) + C(S)=Si2C(г)

На поверхні зародкового кристала три газові фази ростуть за такими двома формулами, утворюючи кристали карбіду кремнію:

SiC2_(г)+Si2C_(г)=3SiC_(и)

Si_(г)+SiC2_(г)=2SiC_(С)

4. Метод PVT для вирощування кристалів SiC за технологією обладнання для вирощування

Наразі індукційний нагрів є поширеним технологічним шляхом для печей для вирощування кристалів SiC методом PVT;

Зовнішнє індукційне нагрівання котушок та нагрівання графітовим резистивом є напрямком розвиткуКристал SiCростові печі.

5. 8-дюймова індукційна нагрівальна піч для вирощування SiC

(1) Нагріванняграфітовий тигель нагрівальний елементза допомогою індукції магнітного поля; регулювання температурного поля шляхом налаштування потужності нагріву, положення котушки та структури ізоляції;

(2) Нагрівання графітового тигля за допомогою графітового резистивного нагрівання та теплопровідності випромінюванням; керування температурним полем шляхом регулювання струму графітового нагрівача, структури нагрівача та зонального керування струмом;