Quy trình phát triển tinh thể silicon carbide và công nghệ thiết bị

1. Tuyến đường công nghệ phát triển tinh thể SiC

PVT (phương pháp thăng hoa),

HTCVD (CVD nhiệt độ cao),

LPE(phương pháp pha lỏng)

là ba phổ biếnTinh thể SiCphương pháp tăng trưởng;

Phương pháp được công nhận nhiều nhất trong ngành là phương pháp PVT và hơn 95% tinh thể đơn SiC được phát triển bằng phương pháp PVT;

Công nghiệp hóaTinh thể SiClò tăng trưởng sử dụng công nghệ PVT chính thống của ngành.

2. Quá trình phát triển tinh thể SiC

Tổng hợp bột-xử lý tinh thể hạt-phát triển tinh thể-ủ phôi-bánh xốpxử lý.

3. Phương pháp PVT để phát triểnTinh thể SiC

Nguyên liệu SiC được đặt ở đáy nồi nấu than chì, và tinh thể hạt giống SiC nằm ở đầu nồi nấu than chì. Bằng cách điều chỉnh cách nhiệt, nhiệt độ tại nguyên liệu SiC cao hơn và nhiệt độ tại tinh thể hạt giống thấp hơn. Nguyên liệu SiC ở nhiệt độ cao thăng hoa và phân hủy thành các chất pha khí, được vận chuyển đến tinh thể hạt giống có nhiệt độ thấp hơn và kết tinh để tạo thành tinh thể SiC. Quá trình phát triển cơ bản bao gồm ba quá trình: phân hủy và thăng hoa nguyên liệu, truyền khối và kết tinh trên tinh thể hạt giống.

Phân hủy và thăng hoa nguyên liệu thô:

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

2SiC(S)= Si(khí)+ SiC2(khí)

2SiC(S)=C(S)+SiC2(khí)

Trong quá trình truyền khối, hơi Si tiếp tục phản ứng với thành nồi nấu bằng than chì để tạo thành SiC2 và Si2C:

Si(khí)+2C(S) =SiC2(khí)

2Si(khí) +C(S)=Si2C(khí)

Trên bề mặt của tinh thể hạt giống, ba pha khí phát triển theo hai công thức sau để tạo ra tinh thể silicon carbide:

SiC2_{(tiếng Anh)}+Si2C_{(tiếng Anh)}=3SiC_(S)

Si_{(tiếng Anh)}+SiC2_{(tiếng Anh)}=2SiC_(S)

4. Phương pháp PVT để phát triển công nghệ thiết bị phát triển tinh thể SiC

Hiện nay, gia nhiệt cảm ứng là phương pháp công nghệ phổ biến cho lò nung tinh thể SiC theo phương pháp PVT;

Cuộn dây gia nhiệt cảm ứng bên ngoài và gia nhiệt điện trở than chì là hướng phát triển củaTinh thể SiClò tăng trưởng.

5. Lò nung cảm ứng SiC 8 inch

(1) Làm nónglò nung than chì bộ phận làm nóngthông qua cảm ứng từ trường; điều chỉnh trường nhiệt độ bằng cách điều chỉnh công suất gia nhiệt, vị trí cuộn dây và cấu trúc cách điện;

(2) Làm nóng lò nung than chì thông qua quá trình gia nhiệt điện trở than chì và dẫn nhiệt bức xạ; kiểm soát trường nhiệt độ bằng cách điều chỉnh dòng điện của lò nung than chì, cấu trúc của lò nung và điều khiển dòng điện vùng;