תהליך צמיחת גבישי סיליקון קרביד וטכנולוגיית ציוד

1. מסלול טכנולוגיית צמיחת גבישי SiC

PVT (שיטת סובלימציה),

HTCVD (CVD בטמפרטורה גבוהה),

LPE(שיטת שלב נוזלי)

הם שלושה נפוציםגביש SiCשיטות צמיחה;

השיטה המוכרת ביותר בתעשייה היא שיטת PVT, ויותר מ-95% מגבישי SiC בודדים גדלים בשיטת PVT;

מתועשתגביש SiCתנור צמיחה משתמש במסלול טכנולוגיית PVT המיינסטרים של התעשייה.

2. תהליך צמיחת גבישי SiC

סינתזת אבקה-טיפול גבישי זרעים-גידול גבישים-חישול-רָקִיקעיבוד.

3. שיטת PVT לגדולגבישי SiC

חומר הגלם SiC ממוקם בתחתית כור היתוך הגרפיט, וגבישת זרעי ה- SiC נמצא בחלק העליון של כור היתוך הגרפיט. על ידי התאמת הבידוד, הטמפרטורה בחומר הגלם SiC גבוהה יותר והטמפרטורה בגביש הזרע נמוכה יותר. חומר הגלם SiC בטמפרטורה גבוהה עובר סובלימציה ומתפרק לחומרים פאזי גז, אשר מועברים אל גביש הזרע בטמפרטורה נמוכה יותר ומתגבשים ליצירת גבישי SiC. תהליך הגידול הבסיסי כולל שלושה תהליכים: פירוק וסובלימציה של חומרי גלם, העברת מסה והתגבשות על גבישי זרעים.

פירוק וסובלימציה של חומרי גלם:

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

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

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

במהלך העברת מסה, אדי Si מגיבים עוד יותר עם דופן כור ההיתוך הגרפיט ויוצרים SiC2 ו- Si2C:

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

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

על פני גביש הזרע, שלושת שלבי הגז צומחים דרך שתי הנוסחאות הבאות ליצירת גבישי סיליקון קרביד:

SiC2_(ז)+Si2C_(ז)=3SiC_(ים)

Si_(ז)+SiC2_(ז)=2SiC_(S)

4. שיטת PVT לגידול תוואי טכנולוגיית ציוד גידול גבישי SiC

נכון לעכשיו, חימום אינדוקציה הוא מסלול טכנולוגי נפוץ עבור תנורי גידול גבישי SiC בשיטת PVT;

סליל חימום אינדוקציה חיצוני וחימום התנגדות גרפיט הם כיוון הפיתוח שלגביש SiCתנורי גידול.

5. תנור גידול חימום אינדוקציה SiC 8 אינץ'

(1) חימוםכור היתוך גרפיט גוף חימוםבאמצעות אינדוקציה של שדה מגנטי; ויסות שדה הטמפרטורה על ידי התאמת כוח החימום, מיקום הסליל ומבנה הבידוד;

(2) חימום כור היתוך הגרפיט באמצעות חימום התנגדות גרפיט והולכת קרינה תרמית; שליטה בשדה הטמפרטורה על ידי התאמת הזרם של מחמם הגרפיט, מבנה המחמם ובקרת זרם האזור;