Proces wzrostu kryształów węglika krzemu i technologia sprzętu

1. Ścieżka technologii wzrostu kryształów SiC

PVT (metoda sublimacyjna),

HTCVD (wysokotemperaturowa CVD),

LPE(metoda fazy ciekłej)

są trzy wspólneKryształ SiCmetody wzrostu;

Najbardziej uznaną metodą w branży jest metoda PVT, a ponad 95% monokryształów SiC hoduje się metodą PVT;

UprzemysłowionyKryształ SiCpiec wzrostowy wykorzystuje główny nurt technologii PVT w branży.

2. Proces wzrostu kryształów SiC

Synteza proszku - obróbka kryształów nasion - wzrost kryształów - wyżarzanie wlewków -opłatekprzetwarzanie.

3. Metoda PVT uprawyKryształy SiC

Surowiec SiC umieszcza się na dnie tygla grafitowego, a kryształ zaszczepiający SiC znajduje się na górze tygla grafitowego. Dostosowując izolację, temperatura surowca SiC jest wyższa, a temperatura kryształu zaszczepiającego jest niższa. Surowiec SiC w wysokiej temperaturze sublimuje i rozkłada się na substancje w fazie gazowej, które w niższej temperaturze są transportowane do kryształu zaszczepiającego i krystalizują, tworząc kryształy SiC. Podstawowy proces wzrostu obejmuje trzy procesy: rozkład i sublimację surowców, transfer masy i krystalizację na kryształach zaszczepiających.

Rozkład i sublimacja surowców:

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

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

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

Podczas przenoszenia masy pary Si dalej reagują ze ścianką tygla grafitowego, tworząc SiC2 i Si2C:

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

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

Na powierzchni kryształu zaszczepiającego trzy fazy gazowe rosną według następujących dwóch wzorów, tworząc kryształy węglika krzemu:

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

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

4. Metoda PVT do hodowli technologii sprzętu do wzrostu kryształów SiC

Obecnie nagrzewanie indukcyjne jest powszechną metodą technologiczną w przypadku pieców do wzrostu kryształów SiC metodą PVT;

Kierunkiem rozwoju są zewnętrzne nagrzewanie indukcyjne cewki i grafitowe nagrzewanie oporoweKryształ SiCpiece wzrostowe.

5. 8-calowy piec wzrostowy z ogrzewaniem indukcyjnym SiC

(1) Ogrzewanietygiel grafitowy element grzejnypoprzez indukcję pola magnetycznego; regulacja pola temperatury poprzez regulację mocy grzewczej, położenia cewki i struktury izolacji;

(2) Ogrzewanie tygla grafitowego poprzez ogrzewanie oporowe grafitu i przewodzenie promieniowania cieplnego; sterowanie polem temperatur poprzez regulację prądu grzejnika grafitowego, konstrukcji grzejnika oraz sterowanie prądem strefy;