Сопротивление карбида кремния, выращивание кристаллов в длинной печи слитков SiC размером 6/8/12 дюймов, метод PVT

Выращивание кристаллов карбида кремния в длинных печах слитков SiC размером 6/8/12 дюймов методом PVT Главное изображение

Краткое описание:

Печь для роста сопротивления карбида кремния (метод PVT, метод физического переноса паров) является ключевым оборудованием для роста монокристалла карбида кремния (SiC) по принципу высокотемпературной сублимации-рекристаллизации. Технология использует резистивный нагрев (графитовый нагревательный элемент) для сублимации сырья SiC при высокой температуре 2000~2500 ℃ и рекристаллизации в области низких температур (затравочный кристалл) для формирования высококачественного монокристалла SiC (4H/6H-SiC). Метод PVT является основным процессом для массового производства подложек SiC размером 6 дюймов и ниже, который широко используется при подготовке подложек для силовых полупроводников (таких как МОП-транзисторы, SBD) и радиочастотных устройств (GaN-на-SiC).

Напишите нам письмо

Подробности продукта

Теги продукта

Принцип работы：

1. Загрузка сырья: порошок (или блок) SiC высокой чистоты, помещенный на дно графитового тигля (зона высокой температуры).

2. Вакуум/инертная среда: вакуумируйте камеру печи (<10⁻³ мбар) или пропустите инертный газ (Ar).

3. Высокотемпературная сублимация: резистивный нагрев до 2000~2500 ℃, разложение SiC на Si, Si₂C, SiC₂ и другие газофазные компоненты.

4. Прохождение газовой фазы: градиент температуры вызывает диффузию материала газовой фазы в область с низкой температурой (затравочный конец).

5. Рост кристалла: Газовая фаза перекристаллизовывается на поверхности затравочного кристалла и растет в направлении вдоль оси С или оси А.

Основные параметры:

1. Температурный градиент: 20~50℃/см (контроль скорости роста и плотности дефектов).

2. Давление: 1~100 мбар (низкое давление для уменьшения попадания примесей).

3.Скорость роста: 0,1~1 мм/ч (влияет на качество кристаллов и эффективность производства).

Основные характеристики:

(1) Качество хрусталя
Низкая плотность дефектов: плотность микротрубочек <1 см⁻², плотность дислокаций 10³~10⁴ см⁻² (за счет оптимизации затравки и контроля процесса).

Контроль поликристаллического типа: можно выращивать 4H-SiC (основной поток), 6H-SiC, доля 4H-SiC >90% (необходимо точно контролировать градиент температуры и стехиометрическое соотношение газовой фазы).

(2) Производительность оборудования
Высокая температурная стабильность: температура графитового нагревательного элемента >2500 ℃, корпус печи имеет многослойную изоляционную конструкцию (например, графитовый войлок + водоохлаждаемая рубашка).

Контроль однородности: осевые/радиальные колебания температуры ±5 °C обеспечивают постоянство диаметра кристалла (отклонение толщины подложки 6 дюймов <5%).

Степень автоматизации: Интегрированная система управления ПЛК, мониторинг температуры, давления и скорости роста в режиме реального времени.

(3) Технологические преимущества
Высокая степень использования материала: степень конверсии сырья >70% (лучше, чем при методе химического осаждения из газовой фазы).

Совместимость с большими размерами: серийное производство 6-дюймовых дисплеев уже налажено, 8-дюймовые находятся в стадии разработки.

(4) Потребление энергии и стоимость
Потребление энергии одной печью составляет 300–800 кВт·ч, что составляет 40–60 % себестоимости производства подложки из карбида кремния.

Инвестиции в оборудование высоки (1,5–3 млн долл. США за единицу), но стоимость субстрата за единицу ниже, чем при использовании метода CVD.

Основные приложения:

1. Силовая электроника: подложка SiC MOSFET для инвертора электромобиля и фотоэлектрического инвертора.

2. Радиочастотные устройства: базовая станция 5G на эпитаксиальной подложке GaN-on-SiC (в основном 4H-SiC).

3. Устройства для экстремальных условий: датчики высоких температур и давления для аэрокосмического и атомно-энергетического оборудования.

Технические параметры：

Спецификация	Подробности
Размеры (Д × Ш × В)	2500 × 2400 × 3456 мм или по индивидуальному заказу
Диаметр тигля	900 мм
Предельное вакуумное давление	6 × 10⁻⁴ Па (после 1,5 ч вакуума)
Скорость утечки	≤5 Па/12ч (прожиг)
Диаметр вала вращения	50 мм
Скорость вращения	0,5–5 об/мин
Метод нагрева	Электрический резистивный нагрев
Максимальная температура печи	2500°С
Мощность нагрева	40 кВт × 2 × 20 кВт
Измерение температуры	Двухцветный инфракрасный пирометр
Диапазон температур	900–3000°С
Точность температуры	±1°С
Диапазон давления	1–700 мбар
Точность контроля давления	1–10 мбар: ±0,5% полной шкалы; 10–100 мбар: ±0,5% полной шкалы; 100–700 мбар: ±0,5% полной шкалы
Тип операции	Загрузка снизу, ручные/автоматические опции безопасности
Дополнительные функции	Двойное измерение температуры, несколько зон нагрева

Услуги XKH:

XKH предоставляет полный спектр услуг по процессу печи SiC PVT, включая настройку оборудования (проектирование теплового поля, автоматическое управление), разработку процесса (контроль формы кристалла, оптимизация дефектов), техническое обучение (эксплуатация и обслуживание) и послепродажную поддержку (замена графитовых деталей, калибровка теплового поля), чтобы помочь клиентам добиться высококачественного массового производства кристаллов sic. Мы также предоставляем услуги по модернизации процесса для постоянного повышения выхода кристаллов и эффективности роста, с типичным сроком выполнения заказа 3-6 месяцев.