Công nghệ thiết bị và quy trình nuôi cấy tinh thể cacbua silic

1. Lộ trình công nghệ nuôi cấy tinh thể SiC

PVT (phương pháp thăng hoa),

HTCVD (CVD nhiệt độ cao),

LPE(Phương pháp pha lỏng)

có ba loại phổ biếnTinh thể SiCphương pháp tăng trưởng;

Phương pháp được công nhận rộng rãi nhất trong ngành là phương pháp PVT, và hơn 95% tinh thể đơn SiC được nuôi cấy bằng phương pháp PVT;

Công nghiệp hóaTinh thể SiCLò nung tăng trưởng sử dụng công nghệ PVT phổ biến trong ngành.

2. Quá trình phát triển tinh thể SiC

Tổng hợp bột - Xử lý tinh thể mầm - Nuôi cấy tinh thể - Ủ phôi -tấm waferxử lý.

3. Phương pháp PVT để phát triểnTinh thể SiC

Nguyên liệu SiC được đặt ở đáy nồi nung than chì, còn tinh thể mầm SiC được đặt ở đỉnh nồi nung than chì. Bằng cách điều chỉnh lớp cách nhiệt, nhiệt độ tại nguyên liệu SiC cao hơn và nhiệt độ tại tinh thể mầm thấp hơn. Nguyên liệu SiC ở nhiệt độ cao thăng hoa và phân hủy thành các chất ở thể khí, được vận chuyển đến tinh thể mầm có nhiệt độ thấp hơn và kết tinh để tạo thành tinh thể SiC. Quá trình tăng trưởng cơ bản bao gồm ba giai đoạn: phân hủy và thăng hoa nguyên liệu, truyền khối lượng và kết tinh trên tinh thể mầm.

Sự phân hủy và thăng hoa của nguyên liệu thô:

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

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

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

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

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

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

Trên bề mặt của tinh thể mầm, ba pha khí phát triển theo hai công thức sau để tạo ra các tinh thể cacbua silic:

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

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

4. Phương pháp PVT để nuôi cấy tinh thể SiC: lộ trình công nghệ thiết bị nuôi cấy.

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

Gia nhiệt cảm ứng ngoài bằng cuộn dây và gia nhiệt bằng điện trở than chì là hướng phát triển củaTinh thể SiClò nung tăng trưởng.

5. Lò nung tăng trưởng SiC gia nhiệt cảm ứng 8 inch

(1) Làm nóngnồi nấu bằng than chì bộ phận gia nhiệtThông 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 nồi nấu than chì thông qua gia nhiệt bằng điện trở than chì và dẫn nhiệt bức xạ; kiểm soát trường nhiệt độ bằng cách điều chỉnh dòng điện của bộ gia nhiệt than chì, cấu trúc của bộ gia nhiệt và điều khiển dòng điện vùng;