Proces růstu krystalů karbidu křemíku a technologie zařízení

1. Technologie růstu krystalů SiC

PVT (sublimační metoda),

HTCVD (vysokoteplotní CVD),

LPE(metoda v kapalné fázi)

jsou tři běžnéSiC krystalrůstové metody;

Nejuznávanější metodou v průmyslu je metoda PVT a více než 95 % monokrystalů SiC se pěstuje metodou PVT;

IndustrializovanéSiC krystalRůstové pece využívají hlavní proud technologie PVT v tomto odvětví.

2. Proces růstu krystalů SiC

Syntéza prášku - úprava očkovacích krystalů - růst krystalů - žíhání ingotů -oplatkazpracování.

3. Metoda PVT k růstuSiC krystaly

Surovina SiC je umístěna na dně grafitového kelímku a očkovací krystal SiC je na vrcholu grafitového kelímku. Úpravou izolace je teplota u suroviny SiC vyšší a teplota u zárodečného krystalu je nižší. Surovina SiC při vysoké teplotě sublimuje a rozkládá se na látky v plynné fázi, které jsou transportovány do zárodečného krystalu s nižší teplotou a krystalizují za vzniku krystalů SiC. Základní růstový proces zahrnuje tři procesy: rozklad a sublimaci surovin, přenos hmoty a krystalizaci na zárodečných krystalech.

Rozklad a sublimace surovin:

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

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

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

Během přenosu hmoty páry Si dále reagují se stěnou grafitového kelímku za vzniku SiC2 a Si2C:

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

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

Na povrchu zárodečného krystalu prorůstají tři plynné fáze prostřednictvím následujících dvou vzorců za vzniku krystalů karbidu křemíku:

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

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

4. Metoda PVT k pěstování krystalů SiC technologický postup zařízení

V současné době je indukční ohřev běžnou technologickou cestou pro pece pro růst krystalů SiC metodou PVT;

Externí indukční ohřev cívky a odporový ohřev grafitu jsou vývojovým směremSiC krystalrůstové pece.

5. 8palcová SiC indukční růstová pec

(1) Zahřívánígrafitový kelímek topné tělesoindukcí magnetického pole; regulace teplotního pole úpravou topného výkonu, polohy cívky a izolační struktury;

(2) Zahřívání grafitového kelímku prostřednictvím grafitového odporového ohřevu a vedení tepelného záření; řízení teplotního pole nastavením proudu grafitového ohřívače, struktury ohřívače a řízení zónového proudu;