Печь для выращивания слитков SiC для получения кристаллов SiC большого диаметра с использованием методов TSSG/LPE.

Краткое описание:

Печь для выращивания слитков карбида кремния в жидкой фазе от компании XKH использует передовые мировые технологии TSSG (выращивание из раствора с затравкой сверху) и LPE (эпитаксия в жидкой фазе), специально разработанные для выращивания высококачественных монокристаллов SiC. Метод TSSG позволяет выращивать слитки 4H/6H-SiC большого диаметра (4-8 дюймов) за счет точного контроля температурного градиента и скорости подъема затравки, в то время как метод LPE обеспечивает контролируемое выращивание эпитаксиальных слоев SiC при более низких температурах, что особенно подходит для получения сверхнизкодефектных толстых эпитаксиальных слоев. Эта система выращивания слитков карбида кремния в жидкой фазе успешно применяется в промышленном производстве различных кристаллов SiC, включая 4H/6H-N и 4H/6H-SEMI изоляционный тип, предоставляя комплексные решения от оборудования до технологических процессов.

Отправьте нам электронное письмо

Функции

Принцип работы

Основной принцип жидкофазного выращивания слитков карбида кремния заключается в растворении высокочистого сырья SiC в расплавленных металлах (например, Si, Cr) при температуре 1800-2100 °C для образования насыщенных растворов, за которым следует контролируемый направленный рост монокристаллов SiC на затравках посредством точного регулирования температурного градиента и пересыщения. Эта технология особенно подходит для получения высокочистых (>99,9995%) монокристаллов 4H/6H-SiC с низкой плотностью дефектов (<100/см²), отвечающих строгим требованиям к подложкам для силовой электроники и радиочастотных устройств. Система жидкофазного выращивания позволяет точно контролировать тип проводимости кристалла (N/P-тип) и удельное сопротивление за счет оптимизации состава раствора и параметров роста.

Основные компоненты

1. Специальная тигельная система: тигель из высокочистого графита и тантала, термостойкость >2200°C, устойчивость к коррозии расплавом SiC.

2. Многозонная система нагрева: комбинированный резистивный/индукционный нагрев с точностью регулирования температуры ±0,5°C (диапазон 1800-2100°C).

3. Система точного управления движением: Двойная замкнутая система управления для вращения семян (0-50 об/мин) и подъема (0,1-10 мм/ч).

4. Система регулирования атмосферы: защита высокочистым аргоном/азотом, регулируемое рабочее давление (0,1-1 атм).

5. Интеллектуальная система управления: резервное управление на базе ПЛК и промышленного ПК с мониторингом интерфейса в реальном времени.

6. Эффективная система охлаждения: градуированная конструкция системы водяного охлаждения обеспечивает стабильную работу в течение длительного времени.

Сравнение TSSG и LPE

Характеристики	Метод TSSG	Метод ЛПЭ
Температура роста	2000-2100°C	1500-1800°C
Темпы роста	0,2-1 мм/ч	5-50 мкм/ч
Размер кристалла	слитки размером 4-8 дюймов	эпитаксиальные слои толщиной 50-500 мкм
Основное приложение	Подготовка субстрата	эпитаксиальные слои силовых устройств
Плотность дефектов	<500/см²	<100/см²
Подходящие политипы	4H/6H-SiC	4H/3C-SiC

Основные области применения

1. Силовая электроника: 6-дюймовые подложки из 4H-SiC для MOSFET-транзисторов/диодов с напряжением питания 1200 В и выше.

2. Радиочастотные устройства 5G: полуизолирующие подложки из карбида кремния для усилителей мощности базовых станций.

3. Применение в электромобилях: Сверхтолстые (>200 мкм) эпитаксиальные слои для модулей автомобильного класса.

4. Фотоэлектрические инверторы: подложки с низким содержанием дефектов, обеспечивающие эффективность преобразования более 99%.

Основные преимущества

1. Технологическое превосходство
1.1 Интегрированное многометодовое проектирование
Эта инновационная система выращивания слитков SiC в жидкой фазе сочетает в себе технологии выращивания кристаллов TSSG и LPE. Система TSSG использует выращивание из раствора с затравкой сверху, точным контролем конвекции расплава и температурного градиента (ΔT≤5℃/см), что позволяет стабильно выращивать слитки SiC большого диаметра (4-8 дюймов) с выходом 15-20 кг за один цикл для кристаллов 6H/4H-SiC. Система LPE использует оптимизированный состав растворителя (система сплавов Si-Cr) и контроль пересыщения (±1%) для выращивания высококачественных толстых эпитаксиальных слоев с плотностью дефектов <100/см² при относительно низких температурах (1500-1800℃).

1.2 Интеллектуальная система управления
Оснащен системой интеллектуального управления ростом 4-го поколения, включающей в себя:
• Многоспектральный мониторинг на месте (диапазон длин волн 400-2500 нм)
• Определение уровня расплава с помощью лазера (точность ±0,01 мм)
• Управление диаметром с обратной связью на основе ПЗС-матрицы (<±1 мм колебания)
• Оптимизация параметров роста с помощью ИИ (экономия энергии 15%)

2. Преимущества в производительности процесса
2.1 Основные преимущества метода TSSG
• Возможность выращивания кристаллов больших размеров: поддерживает выращивание кристаллов диаметром до 8 дюймов с однородностью диаметра более 99,5%.
• Превосходная кристалличность: плотность дислокаций <500/см², плотность микротрубочек <5/см²
• Равномерность легирования: вариация удельного сопротивления n-типа <8% (4-дюймовые пластины)
• Оптимизированная скорость роста: регулируемая 0,3-1,2 мм/ч, в 3-5 раз быстрее, чем при использовании методов, основанных на образовании паровой фазы.

2.2 Основные преимущества метода LPE
• Эпитаксия со сверхнизким уровнем дефектов: плотность состояний на границе раздела <1×10¹¹см⁻²·эВ⁻¹
• Точный контроль толщины: эпитаксиальные слои толщиной 50-500 мкм с отклонением толщины <±2%.
• Эффективность при низких температурах: на 300-500℃ ниже, чем в процессах CVD.
• Рост сложных структур: поддерживает p-n-переходы, сверхрешетки и т. д.

3. Преимущества повышения эффективности производства
3.1 Контроль затрат
• 85% использования сырья (против 60% при традиционном способе производства)
• На 40% меньшее энергопотребление (по сравнению с HVPE)
• 90% времени безотказной работы оборудования (модульная конструкция минимизирует время простоя)

3.2 Обеспечение качества
• 6σ контроль процесса (CPK>1,67)
• Обнаружение дефектов в режиме реального времени (разрешение 0,1 мкм)
• Полная отслеживаемость данных по всему процессу (более 2000 параметров в режиме реального времени)

3.3 Масштабируемость
• Совместимо с политипами 4H/6H/3C
• Возможность модернизации до 12-дюймовых технологических модулей
• Поддерживает гетероинтеграцию SiC/GaN

4. Преимущества применения в промышленности
4.1 Силовые устройства
• Подложки с низким удельным сопротивлением (0,015–0,025 Ом·см) для устройств с напряжением 1200–3300 В.
• Полуизолирующие подложки (>10⁸Ω·cm) для радиочастотных применений

4.2 Новые технологии
• Квантовая связь: Сверхнизкошумные подложки (шум 1/f < -120 дБ)
• Экстремальные условия: Радиационно-стойкие кристаллы (<5% деградации после облучения 1×10¹⁶н/см²)

XKH Services

1. Оборудование, изготовленное по индивидуальному заказу: Специализированные конфигурации систем TSSG/LPE.
2. Обучение производственным процессам: Комплексные программы технического обучения.
3. Послепродажная поддержка: круглосуточная техническая поддержка и обслуживание.
4. Решения «под ключ»: полный спектр услуг от установки до валидации технологического процесса.
5. Поставка материалов: доступны подложки/эпитаксиальные пластины из карбида кремния размером от 2 до 12 дюймов.

К основным преимуществам относятся:
• Возможность выращивания кристаллов размером до 8 дюймов.
• Однородность удельного сопротивления <0,5%.
• Время безотказной работы оборудования >95%.
• Круглосуточная техническая поддержка.