Processus de croissance de cristaux de carbure de silicium et technologie des équipements

1. Voie technologique de croissance des cristaux SiC

PVT (méthode de sublimation),

HTCVD (CVD haute température),

LPE(méthode en phase liquide)

sont trois communsCristal 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 SiCLe four de croissance utilise la voie technologique PVT dominante de l'industrie.

2. Processus de croissance des cristaux SiC

Synthèse de poudre-traitement des germes de cristaux-croissance des cristaux-recuit des lingots-tranchetraitement.

3. Méthode PVT pour grandirCristaux de SiC

La matière première SiC est placée au fond du creuset en graphite et le cristal germe SiC est au sommet du creuset en graphite. En ajustant l’isolation, la température au niveau de la matière première SiC est plus élevée et la température au niveau du germe cristallin est plus basse. La matière première SiC à haute température se sublime et se décompose en substances en phase gazeuse, qui sont transportées vers le cristal germe à plus basse température et cristallisent pour former des cristaux de SiC. Le processus de croissance de base comprend trois processus : la décomposition et la sublimation des matières premières, le transfert de masse et la cristallisation sur des germes cristallins.

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 SiC2 et Si2C :

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

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

À la surface du germe cristallin, les trois phases gazeuses se développent 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 développer la voie technologique des équipements de croissance de cristaux SiC

À l'heure actuelle, le chauffage par induction est une voie technologique courante pour les fours de croissance de cristaux SiC selon la méthode PVT ;

Le chauffage par induction externe de la bobine et le chauffage par résistance en graphite sont la direction de développement deCristal SiCfours de croissance.

Four de croissance à chauffage par induction SiC de 5. 8 pouces

(1) Chauffage ducreuset en graphite élément chauffantpar induction de champ magnétique ; réguler le champ de température en ajustant la puissance de chauffage, la position du serpentin et la structure d'isolation ;

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