Silicio karbido atsparumo ilgo kristalo krosnyje auginimas 6/8/12 colių colio SiC luitų kristalų PVT metodu

Silicio karbido atsparumo ilgo kristalo krosnis, auganti 6/8/12 colių colio SiC luitų kristalų PVT metodu, Teminis paveikslėlis

Trumpas aprašymas:

Silicio karbido varžinio augimo krosnis (PVT metodas, fizikinio garų perdavimo metodas) yra pagrindinė įranga silicio karbido (SiC) monokristalams auginti aukštos temperatūros sublimacijos-rekristalizacijos principu. Ši technologija naudoja varžinį kaitinimą (grafito kaitinimo korpusą), kad sublimuotų SiC žaliavą aukštoje 2000–2500 ℃ temperatūroje ir rekristalintų žemoje temperatūroje (užsėjimo kristalas), kad susidarytų aukštos kokybės SiC monokristalas (4H/6H-SiC). PVT metodas yra pagrindinis masinės 6 colių ir mažesnių SiC substratų gamybos procesas, plačiai naudojamas galios puslaidininkių (pvz., MOSFET, SBD) ir radijo dažnių įtaisų (GaN ant SiC) substratų gamyboje.

Siųskite mums el. laišką

Savybės

Veikimo principas:

1. Žaliavos pakrovimas: didelio grynumo SiC milteliai (arba blokas) dedami į grafito tiglio dugną (aukštos temperatūros zona).

2. Vakuumas / inertinė aplinka: išsiurbkite krosnies kamerą (<10⁻³ mbar) arba praleiskite inertines dujas (Ar).

3. Aukštos temperatūros sublimacija: varžinis kaitinimas iki 2000–2500 ℃, SiC skaidymas į Si, Si₂C, SiC₂ ir kitus dujinės fazės komponentus.

4. Dujų fazės perdavimas: temperatūros gradientas skatina dujų fazės medžiagos difuziją į žemos temperatūros sritį (užsėklų galą).

5. Kristalų augimas: dujų fazė rekristalizuojasi ant sėklinio kristalo paviršiaus ir auga kryptimi išilgai C arba A ašies.

Pagrindiniai parametrai:

1. Temperatūros gradientas: 20–50 ℃/cm (kontroliuojamas augimo greitis ir defektų tankis).

2. Slėgis: 1–100 mbar (žemas slėgis, siekiant sumažinti priemaišų patekimą).

3. Augimo greitis: 0,1–1 mm/val. (Įtakoja kristalų kokybę ir gamybos efektyvumą).

Pagrindinės savybės:

(1) Kristalo kokybė
Mažas defektų tankis: mikrovamzdelių tankis <1 cm⁻², dislokacijų tankis 10³~10⁴ cm⁻² (optimizuojant sėklų srautą ir kontroliuojant procesą).

Polikristalinio tipo valdymas: galima auginti 4H-SiC (pagrindinis), 6H-SiC, 4H-SiC santykis >90% (reikia tiksliai kontroliuoti temperatūros gradientą ir dujų fazės stechiometrinį santykį).

(2) Įrangos veikimas
Aukštos temperatūros stabilumas: grafito kaitinimo kūno temperatūra > 2500 ℃, krosnies korpusas pritaikytas daugiasluoksnei izoliacijai (pvz., grafito veltiniui + vandeniu aušinamam apvalkalui).

Vienodumo kontrolė: Ašiniai/radialiniai temperatūros svyravimai ±5 °C užtikrina kristalo skersmens pastovumą (6 colių pagrindo storio nuokrypis <5%).

Automatizavimo laipsnis: integruota PLC valdymo sistema, temperatūros, slėgio ir augimo greičio stebėjimas realiuoju laiku.

(3) Technologiniai pranašumai
Didelis medžiagų panaudojimas: žaliavų konversijos rodiklis >70% (geresnis nei CVD metodas).

Didelis dydžių suderinamumas: 6 colių masinė gamyba jau pasiekta, 8 colių yra kūrimo etape.

(4) Energijos suvartojimas ir sąnaudos
Vienos krosnies energijos suvartojimas yra 300–800 kW·h, tai sudaro 40–60 % SiC substrato gamybos sąnaudų.

Įrangos investicijos yra didelės (1,5 mln. 3 mln. vienetui), tačiau vieneto substrato kaina yra mažesnė nei taikant CVD metodą.

Pagrindinės programos:

1. Galios elektronika: SiC MOSFET substratas elektromobilių keitikliams ir fotovoltiniams keitikliams.

2. RF įrenginiai: 5G bazinės stoties GaN ant SiC epitaksinis substratas (daugiausia 4H-SiC).

3. Ekstremalių aplinkos sąlygų įtaisai: aukštos temperatūros ir aukšto slėgio jutikliai, skirti aviacijos ir kosmoso bei branduolinės energetikos įrangai.

Techniniai parametrai:

Specifikacija	Išsami informacija
Matmenys (I × P × A)	2500 × 2400 × 3456 mm arba pritaikykite
Tiglio skersmuo	900 mm
Galutinis vakuumo slėgis	6 × 10⁻⁴ Pa (po 1,5 val. vakuumo)
Nuotėkio greitis	≤5 Pa/12 val. (iškepimo laikas)
Sukimosi veleno skersmuo	50 mm
Sukimosi greitis	0,5–5 aps./min.
Šildymo metodas	Elektrinis varžinis šildymas
Maksimali krosnies temperatūra	2500 °C
Šildymo galia	40 kW × 2 × 20 kW
Temperatūros matavimas	Dviejų spalvų infraraudonųjų spindulių pirometras
Temperatūros diapazonas	900–3000 °C
Temperatūros tikslumas	±1 °C
Slėgio diapazonas	1–700 mbar
Slėgio valdymo tikslumas	1–10 mbar: ±0,5 % pilnosios ribos; 10–100 mbar: ±0,5 % pilnosios ribos; 100–700 mbar: ±0,5 % pilnosios ribos
Operacijos tipas	Apatinis pakrovimas, rankinės / automatinės saugos parinktys
Papildomos funkcijos	Dvigubas temperatūros matavimas, kelios šildymo zonos

XKH paslaugos:

„XKH“ teikia visas SiC PVT krosnies proceso paslaugas, įskaitant įrangos pritaikymą (terminio lauko projektavimą, automatinį valdymą), procesų kūrimą (kristalų formos valdymą, defektų optimizavimą), techninius mokymus (eksploatavimą ir priežiūrą) ir garantinį aptarnavimą (grafito dalių keitimą, terminio lauko kalibravimą), kad padėtų klientams pasiekti aukštos kokybės sic kristalų masinę gamybą. Taip pat teikiame procesų atnaujinimo paslaugas, kad nuolat gerintume kristalų išeigą ir augimo efektyvumą, o įprastas gamybos laikas yra 3–6 mėnesiai.