Ränikarbiidi kristallide kasvatamise protsess ja seadmete tehnoloogia

1. SiC kristallide kasvatamise tehnoloogia tee

PVT (sublimatsioonimeetod),

HTCVD (kõrge temperatuuriga CVD),

LPE(vedelfaasi meetod)

on kolm levinudSiC kristallkasvumeetodid;

Tööstuses tunnustatuim meetod on PVT meetod ja enam kui 95% SiC monokristallidest kasvatatakse PVT meetodil;

IndustrialiseeritudSiC kristallkasvuahi kasutab tööstuse tavapärast PVT-tehnoloogia teed.

2. SiC kristallide kasvuprotsess

Pulbrisüntees - seemnekristallide töötlemine - kristallide kasvatamine - valuploki lõõmutamine -vahveltöötlemine.

3. PVT meetod kasvatamiseksSiC kristallid

SiC toormaterjal asetatakse grafiittiigli põhja ja ränikarbiidi seemnekristall on grafiittiigli ülaosas. Isolatsiooni reguleerimisega on temperatuur SiC tooraine juures kõrgem ja temperatuur idukristalli juures madalam. SiC tooraine kõrgel temperatuuril sublimeerub ja laguneb gaasifaasi aineteks, mis transporditakse madalama temperatuuriga idukristallidesse ja kristalliseeruvad, moodustades SiC kristalle. Põhiline kasvuprotsess hõlmab kolme protsessi: tooraine lagunemine ja sublimatsioon, massiülekanne ja kristallisatsioon seemnekristallidel.

Toorainete lagunemine ja sublimatsioon:

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

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

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

Massiülekande ajal reageerib Si aur grafiittiigli seinaga, moodustades SiC2 ja Si2C:

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

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

Seemnekristalli pinnal kasvavad kolm gaasifaasi läbi järgmise kahe valemi, et tekitada ränikarbiidi kristalle:

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

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

4. PVT meetod SiC kristallide kasvatamise seadmete tehnoloogia marsruudi kasvatamiseks

Praegu on induktsioonkuumutamine PVT-meetodil kasutatavate SiC kristallide kasvuahjude jaoks tavaline tehnoloogia;

Mähise väline induktsioonkuumutus ja grafiiditakistusküte on arengusuundSiC kristallkasvuahjud.

5. 8-tolline SiC induktsioonkuumutusega kasvuahi

(1) Kütegrafiidist tiigel kütteelementläbi magnetvälja induktsiooni; temperatuurivälja reguleerimine küttevõimsuse, spiraali asendi ja isolatsioonistruktuuri reguleerimise teel;

(2) grafiittiigli kuumutamine grafiiditakistuskuumutamise ja soojuskiirguse juhtivuse abil; temperatuurivälja juhtimine, reguleerides grafiitküttekeha voolu, küttekeha struktuuri ja tsooni voolu juhtimist;