Siliciumcarbidekristalgroeiproces en apparatuurtechnologie

1. Technologieroute voor SiC-kristalgroei

PVT (sublimatiemethode),

HTCVD (hoge temperatuur CVD),

LPE(vloeistoffasemethode)

zijn drie veel voorkomendeSiC-kristalgroeimethoden;

De meest erkende methode in de industrie is de PVT-methode, en meer dan 95% van de SiC-eenkristallen wordt gekweekt met de PVT-methode;

GeïndustrialiseerdSiC-kristalgroeioven maakt gebruik van de reguliere PVT-technologieroute van de industrie.

2. SiC-kristalgroeiproces

Poedersynthese-zaadkristalbehandeling-kristalgroei-ingot-gloeien-wafeltjeverwerking.

3. PVT-methode om te groeienSiC-kristallen

De SiC-grondstof wordt op de bodem van de grafietkroes geplaatst en het SiC-entkristal bevindt zich bovenaan de grafietkroes. Door de isolatie aan te passen wordt de temperatuur bij de SiC-grondstof hoger en de temperatuur bij het entkristal lager. De SiC-grondstof sublimeert en valt bij hoge temperaturen uiteen in stoffen in de gasfase, die bij lagere temperaturen naar het kiemkristal worden getransporteerd en kristalliseren om SiC-kristallen te vormen. Het basisgroeiproces omvat drie processen: ontleding en sublimatie van grondstoffen, massaoverdracht en kristallisatie op zaadkristallen.

Afbraak en sublimatie van grondstoffen:

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

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

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

Tijdens massaoverdracht reageert Si-damp verder met de grafietkroeswand om SiC2 en Si2C te vormen:

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

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

Op het oppervlak van het kiemkristal groeien de drie gasfasen via de volgende twee formules om siliciumcarbidekristallen te genereren:

SiC2_(G)+Si2C_(G)=3SiC_(S)

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

4. PVT-methode om de technologieroute voor SiC-kristalgroeiapparatuur te laten groeien

Momenteel is inductieverwarming een gebruikelijke technologieroute voor SiC-kristalgroeiovens met PVT-methode;

Externe inductieverwarming met spoel en weerstandsverwarming met grafiet zijn de ontwikkelingsrichting vanSiC-kristalgroei ovens.

5. 8-inch SiC-groeioven voor inductieverwarming

(1) Verwarming van degrafietkroes verwarmingselementdoor magnetische veldinductie; het regelen van het temperatuurveld door het verwarmingsvermogen, de spoelpositie en de isolatiestructuur aan te passen;

(2) Het verwarmen van de grafietkroes door middel van grafietweerstandsverwarming en thermische stralingsgeleiding; het regelen van het temperatuurveld door het aanpassen van de stroom van de grafietverwarmer, de structuur van de verwarmer en de zonestroomregeling;