Процесс выращивания кристаллов карбида кремния и технология оборудования

1. Технология выращивания кристаллов SiC

ПВТ (метод сублимации),

HTCVD (высокотемпературное CVD),

ЛПЭ(метод жидкой фазы)

три общихКристалл SiCметоды роста;

Наиболее признанным методом в отрасли является метод PVT, и более 95% монокристаллов SiC выращиваются методом PVT;

ПромышленныйКристалл SiCпечь роста использует основной технологический маршрут PVT в отрасли.

2. Процесс выращивания кристаллов SiC

Синтез порошка-обработка затравочных кристаллов-рост кристаллов-отжиг слитка-вафляобработка.

3. PVT-метод ростаКристаллы SiC

Исходный материал SiC помещается в нижнюю часть графитового тигля, а затравочный кристалл SiC находится в верхней части графитового тигля. За счет регулировки изоляции температура исходного материала SiC повышается, а температура затравочного кристалла снижается. Сырье SiC при высокой температуре сублимируется и разлагается на вещества газовой фазы, которые переносятся к затравочному кристаллу с более низкой температурой и кристаллизуются с образованием кристаллов SiC. Основной процесс роста включает три процесса: разложение и сублимацию сырья, массоперенос и кристаллизацию на затравочных кристаллах.

Разложение и сублимация сырья:

SiC(S)= Si(г)+C(S)

2SiC(S)= Si(г)+ SiC2(г)

2SiC(S)=C(S)+SiC2(г)

В ходе массообмена пары Si далее реагируют со стенкой графитового тигля с образованием SiC2 и Si2C:

Si(г)+2C(S) =SiC2(г)

2Si(г) +C(S)=Si2C(г)

На поверхности затравочного кристалла три газовые фазы растут по следующим двум формулам, образуя кристаллы карбида кремния:

SiC2_(г)+Si2C_(г)=3SiC_(с)

Si_(г)+SiC2_(г)=2SiC_(С)

4. PVT-метод для выращивания технологического маршрута оборудования для выращивания кристаллов SiC.

В настоящее время индукционный нагрев является распространенным технологическим маршрутом для печей для выращивания кристаллов SiC методом PVT;

Внешний индукционный нагрев катушки и графитовый резистивный нагрев являются направлением развитияКристалл SiCростовые печи.

5. 8-дюймовая печь для выращивания SiC с индукционным нагревом

(1) Нагревграфитовый тигель нагревательный элементза счет индукции магнитного поля; регулирование температурного поля путем регулирования мощности нагрева, положения катушки и структуры изоляции;

(2) Нагрев графитового тигля за счет резистивного нагрева графита и теплопроводности; управление температурным полем путем регулирования тока графитового нагревателя, конструкции нагревателя и регулирования тока зоны;