Procédés et équipements de croissance des cristaux de carbure de silicium

1. Voie technologique de croissance des cristaux de SiC

PVT (méthode de sublimation),

HTCVD (CVD à haute température),

LPE(méthode en phase liquide)

sont trois courantscristal de SiCméthodes de croissance ;

La méthode la plus reconnue dans l'industrie est la méthode PVT, et plus de 95 % des monocristaux de SiC sont cultivés par la méthode PVT ;

industrialisécristal de SiCLe four de croissance utilise la technologie PVT standard du secteur.

2. Procédé de croissance des cristaux de SiC

Synthèse de poudre - traitement des germes cristallins - croissance cristalline - recuit des lingotstranchetraitement.

3. Méthode PVT pour la culturecristaux de SiC

La matière première SiC est placée au fond d'un creuset en graphite, tandis que le germe cristallin de SiC se trouve au-dessus. En ajustant l'isolation, la température de la matière première SiC est plus élevée que celle du germe cristallin. Sous l'effet de la température élevée, la matière première SiC se sublime et se décompose en composés gazeux qui migrent vers le germe cristallin, plus froid, où ils cristallisent pour former des cristaux de SiC. Le processus de croissance comprend trois étapes principales : la décomposition et la sublimation de la matière première, le transfert de matière et la cristallisation sur le germe cristallin.

Décomposition et sublimation des matières premières :

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

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

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

Lors du transfert de masse, la vapeur de Si réagit en outre avec la paroi du creuset en graphite pour former du SiC2 et du Si2C :

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

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

À la surface du germe cristallin, les trois phases gazeuses croissent selon les deux formules suivantes pour générer des cristaux de carbure de silicium :

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

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

4. Méthode PVT pour la croissance de cristaux de SiC : voie technologique des équipements de croissance cristalline

Actuellement, le chauffage par induction est une voie technologique courante pour les fours de croissance de cristaux SiC par la méthode PVT ;

Le chauffage par induction externe par bobine et le chauffage par résistance en graphite constituent les axes de développement decristal de SiCfours de croissance.

5. Four de croissance à induction SiC de 8 pouces

(1) Chauffage ducreuset en graphite élément chauffantpar induction de champ magnétique ; régulation du champ de température par ajustement de la puissance de chauffage, de la position de la bobine et de la structure d'isolation ;

(2) Chauffage du creuset en graphite par chauffage par résistance du graphite et conduction par rayonnement thermique ; contrôle du champ de température en ajustant le courant du chauffage en graphite, la structure du chauffage et le contrôle du courant de zone ;