Процес вирощування кристалів карбіду кремнію та технологія обладнання

1. Маршрут технології вирощування кристалів SiC

PVT (метод сублімації),

HTCVD (високотемпературна CVD),

LPE(рідкофазний метод)

є три поширеніКристал SiCспособи вирощування;

Найбільш визнаним методом у промисловості є метод PVT, і більше 95% монокристалів SiC вирощуються методом PVT;

ІндустріалізованийКристал SiCростова піч використовує основну в галузі технологію PVT.

2. Процес вирощування кристалів SiC

Синтез порошку - обробка затравкових кристалів - зростання кристалів - відпал зливка -вафельнийобробки.

3. Метод PVT для вирощуванняКристали SiC

Сировина SiC поміщається на дно графітового тигля, а затравковий кристал SiC знаходиться у верхній частині графітового тигля. Завдяки регулюванню ізоляції температура сировини SiC стає вищою, а температура затравкового кристала нижчою. Сировина SiC при високій температурі сублімується та розкладається на газофазні речовини, які транспортуються до затравкового кристала з нижчою температурою та кристалізуються з утворенням кристалів SiC. Основний процес вирощування включає три процеси: розкладання та сублімацію сировини, масоперенесення та кристалізацію на зародкових кристалах.

Розкладання та сублімація сировини:

SiC(S)= Si(г)+C(S)

2SiC(S)= Si(г)+ SiC2(г)

2SiC(S)=C(S)+SiC2(г)

Під час масопередачі пари Si далі реагують із стінкою графітового тигля з утворенням SiC2 та Si2C:

Si(г)+2C(S) =SiC2(г)

2Si(г) +C(S)=Si2C(г)

На поверхні затравкового кристала три газові фази ростуть за наступними двома формулами, утворюючи кристали карбіду кремнію:

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

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

4. Метод PVT для вирощування технологічного обладнання для вирощування кристалів SiC

В даний час індукційне нагрівання є звичайним технологічним шляхом для печей для вирощування кристалів SiC методом PVT;

Зовнішнє індукційне нагрівання котушки та нагрівання опором графіту є напрямком розвиткуКристал SiCростові печі.

5. 8-дюймова піч для індукційного нагріву SiC

(1) Нагріванняграфітовий тигель нагрівальний елементчерез індукцію магнітного поля; регулювання температурного поля шляхом регулювання потужності нагріву, положення змійовика та структури ізоляції;

(2) Нагрівання графітового тигля шляхом нагрівання опором графіту та теплопровідності; керування температурним полем шляхом регулювання струму графітового нагрівача, структуру нагрівача та регулювання струму зони;