Công nghệ thiết bị và quy trình phát triển tinh thể cacbua silic

1. Lộ trình công nghệ tăng trưởng tinh thể SiC

PVT (phương pháp thăng hoa),

HTCVD (CVD nhiệt độ cao),

LPE(phương pháp pha lỏng)

ba cái chungtinh thể SiCphương pháp tăng trưởng;

Phương pháp được công nhận nhiều nhất trong ngành là phương pháp PVT và hơn 95% tinh thể đơn SiC được phát triển bằng phương pháp PVT;

Công nghiệp hóatinh thể SiClò tăng trưởng sử dụng lộ trình công nghệ PVT chủ đạo của ngành.

2. Quá trình phát triển tinh thể SiC

Tổng hợp bột-xử lý tinh thể hạt-tinh thể phát triển-ủ phôi-bánh xốpxử lý.

3. Phương pháp PVT phát triểnTinh thể SiC

Nguyên liệu thô SiC được đặt ở đáy nồi nấu kim loại và tinh thể hạt SiC nằm ở trên cùng của nồi nấu kim loại. Bằng cách điều chỉnh lớp cách nhiệt, nhiệt độ ở nguyên liệu thô SiC cao hơn và nhiệt độ ở tinh thể hạt thấp hơn. Nguyên liệu SiC ở nhiệt độ cao thăng hoa và phân hủy thành các chất pha khí, được vận chuyển đến tinh thể hạt có nhiệt độ thấp hơn và kết tinh thành tinh thể SiC. Quá trình tăng trưởng cơ bản bao gồm ba quá trình: phân hủy và thăng hoa nguyên liệu thô, chuyển khối và kết tinh trên tinh thể hạt.

Phân hủy và thăng hoa của nguyên liệu thô:

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

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

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

Trong quá trình truyền khối, hơi Si tiếp tục phản ứng với thành nồi nấu bằng than chì để tạo thành SiC2 và Si2C:

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

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

Trên bề mặt tinh thể mầm, ba pha khí phát triển thông qua hai công thức sau để tạo ra tinh thể cacbua silic:

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

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

4. Phương pháp PVT phát triển lộ trình công nghệ thiết bị tăng trưởng tinh thể SiC

Hiện nay, gia nhiệt cảm ứng là lộ trình công nghệ phổ biến cho lò tăng trưởng tinh thể SiC theo phương pháp PVT;

Cuộn dây sưởi ấm cảm ứng bên ngoài và sưởi ấm điện trở than chì là hướng phát triển củatinh thể SiClò tăng trưởng.

5. Lò tăng trưởng cảm ứng SiC 8 inch

(1) Làm nóngnồi nấu than chì yếu tố làm nóngthông qua cảm ứng từ trường; điều chỉnh trường nhiệt độ bằng cách điều chỉnh công suất gia nhiệt, vị trí cuộn dây và cấu trúc cách nhiệt;

(2) Làm nóng nồi nấu kim loại bằng cách nung nóng điện trở than chì và dẫn bức xạ nhiệt; kiểm soát trường nhiệt độ bằng cách điều chỉnh dòng điện của lò sưởi than chì, cấu trúc của lò sưởi và điều khiển dòng điện vùng;