Proces rasti kristalov silicijevega karbida in tehnologija opreme

1. Tehnološka pot rasti kristalov SiC

PVT (metoda sublimacije),

HTCVD (visokotemperaturna CVD),

LPE(metoda tekoče faze)

so trije pogostiSiC kristalmetode rasti;

Najbolj priznana metoda v industriji je metoda PVT in več kot 95 % monokristalov SiC je vzgojenih po metodi PVT;

IndustrializiranoSiC kristalrastna peč uporablja glavno pot tehnologije PVT v industriji.

2. Postopek rasti kristalov SiC

Sinteza prahu-obdelava kristalov-rast kristalov-žarjenje ingota-oblatpredelava.

3. Metoda PVT za rastSiC kristali

Surovina SiC je postavljena na dno grafitnega lončka, zarodni kristal SiC pa je na vrhu grafitnega lončka. S prilagajanjem izolacije je temperatura na surovini SiC višja, temperatura na zarodku pa nižja. Surovina SiC pri visoki temperaturi sublimira in razpade v snovi v plinski fazi, ki se pri nižji temperaturi transportirajo do začetnega kristala in kristalizirajo v kristale SiC. Osnovni proces rasti vključuje tri procese: razgradnjo in sublimacijo surovin, prenos mase in kristalizacijo na kristalih zarodkov.

Razgradnja in sublimacija surovin:

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

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

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

Med prenosom mase hlapi Si nadalje reagirajo s steno grafitnega lončka, da tvorijo SiC2 in Si2C:

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

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

Na površini zarodnega kristala tri plinske faze rastejo skozi naslednji dve formuli za ustvarjanje kristalov silicijevega karbida:

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

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

4. Metoda PVT za rast tehnološke poti opreme za rast kristalov SiC

Trenutno je indukcijsko segrevanje običajna tehnološka pot za peči za rast kristalov SiC po metodi PVT;

Zunanje indukcijsko ogrevanje tuljave in uporovno ogrevanje z grafitom sta smer razvojaSiC kristalrastne peči.

5. 8-palčna indukcijska peč za rast SiC

(1) Ogrevanjegrafitni lonček grelni elementz indukcijo magnetnega polja; uravnavanje temperaturnega polja s prilagajanjem moči gretja, položaja tuljave in strukture izolacije;

(2) segrevanje grafitnega lončka z grafitnim upornim segrevanjem in prevodom toplotnega sevanja; krmiljenje temperaturnega polja s prilagajanjem toka grafitnega grelnika, strukture grelnika in nadzora conskega toka;