Silicio karbido kristalų auginimo procesas ir įrangos technologija

1. SiC kristalų auginimo technologijos kelias

PVT (sublimacijos metodas),

HTCVD (aukštos temperatūros CVD),

LPE(skystosios fazės metodas)

yra trys dažniSiC kristalasaugimo metodai;

Pramonėje labiausiai pripažintas metodas yra PVT metodas, o daugiau nei 95 % SiC monokristalų išauginama PVT metodu;

IndustrializuotasSiC kristalasaugimo krosnyje naudojamas pagrindinis pramonės PVT technologijos būdas.

2. SiC kristalų augimo procesas

Miltelių sintezė-sėklų kristalų apdorojimas-kristalų auginimas-luitų atkaitinimas-vaflįapdorojimas.

3. PVT metodas augintiSiC kristalai

SiC žaliava dedama grafito tiglio apačioje, o SiC sėklinis kristalas yra grafito tiglio viršuje. Sureguliavus izoliaciją, temperatūra prie SiC žaliavos yra aukštesnė, o prie sėklinio kristalo – žemesnė. SiC žaliava aukštoje temperatūroje sublimuojasi ir skyla į dujinės fazės medžiagas, kurios žemesnėje temperatūroje pernešamos į sėklinį kristalą ir kristalizuojasi, kad susidarytų SiC kristalai. Pagrindinis augimo procesas apima tris procesus: žaliavų skilimą ir sublimaciją, masės perkėlimą ir kristalizaciją ant sėklų kristalų.

Žaliavų skaidymas ir sublimacija:

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

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

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

Masės perdavimo metu Si garai toliau reaguoja su grafito tiglio sienele, sudarydami SiC2 ir Si2C:

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

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

Sėklinio kristalo paviršiuje trys dujų fazės auga pagal šias dvi formules, kad susidarytų silicio karbido kristalai:

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

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

4. PVT metodas auginti SiC kristalų auginimo įrangos technologijos maršrutą

Šiuo metu indukcinis šildymas yra įprastas PVT metodo SiC kristalų auginimo krosnių technologijos būdas;

Ritės išorinis indukcinis šildymas ir grafito varžos šildymas yra plėtros kryptisSiC kristalasaugimo krosnys.

5. 8 colių SiC indukcinio šildymo augimo krosnis

(1) Šildymasgrafito tiglis šildymo elementasper magnetinio lauko indukciją; temperatūros lauko reguliavimas reguliuojant šildymo galią, gyvatuko padėtį ir izoliacijos struktūrą;

(2) grafito tiglio kaitinimas naudojant grafito atsparumo kaitinimą ir šilumos spinduliuotės laidumą; temperatūros lauko valdymas, reguliuojant grafito šildytuvo srovę, šildytuvo struktūrą ir zonos srovės valdymą;