Szilícium-karbid ellenállású hosszú kristálykemencében termesztett 6/8/12 hüvelykes SiC rúdkristály PVT módszerrel

Szilícium-karbid ellenállású hosszú kristálykemencében termesztett 6/8/12 hüvelykes SiC rúdkristály PVT módszer Kiemelt kép

Rövid leírás:

A szilícium-karbid ellenállásnövesztő kemence (PVT módszer, fizikai gőzátviteli módszer) kulcsfontosságú berendezés a szilícium-karbid (SiC) egykristályok növesztéséhez magas hőmérsékletű szublimációs-átkristályosítási elv alapján. A technológia ellenállásfűtést (grafit fűtőtest) használ a SiC nyersanyag 2000~2500 ℃-os magas hőmérsékleten történő szublimálására, majd alacsony hőmérsékleten történő átkristályosítására (oltókristály), így kiváló minőségű SiC egykristályt (4H/6H-SiC) hoz létre. A PVT módszer a 6 hüvelykes és az alatti SiC szubsztrátok tömeggyártásának fő folyamata, amelyet széles körben használnak teljesítmény-félvezetők (például MOSFET-ek, SBD) és rádiófrekvenciás eszközök (GaN-on-SiC) szubsztrát-előkészítésében.

Küldjön nekünk e-mailt

Jellemzők

Működési elv:

1. Nyersanyag betöltése: nagy tisztaságú SiC por (vagy tömb) a grafittégely aljára helyezve (magas hőmérsékletű zóna).

2. Vákuum/inert környezet: vákuumozza ki a kemence kamráját (<10⁻³ mbar) vagy vezessen át inert gázt (Ar).

3. Magas hőmérsékletű szublimáció: ellenállásos melegítés 2000~2500 ℃-ra, SiC bomlása Si-vé, Si₂C-vé, SiC₂-vé és más gázfázisú komponensekké.

4. Gázfázisú transzmisszió: a hőmérsékleti gradiens a gázfázisú anyag diffúzióját az alacsony hőmérsékletű tartományba (a mag vége) hajtja.

5. Kristálynövekedés: A gázfázis átkristályosodik a vetőkristály felületén, és a C vagy A tengely mentén irányított irányban növekszik.

Főbb paraméterek:

1. Hőmérséklet-gradiens: 20~50℃/cm (szabályozott növekedési sebesség és hibasűrűség).

2. Nyomás: 1~100 mbar (alacsony nyomás a szennyeződések beépülésének csökkentése érdekében).

3. Növekedési sebesség: 0,1~1 mm/h (befolyásolja a kristályminőséget és a termelési hatékonyságot).

Főbb jellemzők:

(1) Kristályminőség
Alacsony hibasűrűség: mikrotubulus-sűrűség <1 cm⁻², diszlokáció-sűrűség 10³~10⁴ cm⁻² (vetőmag-optimalizálás és folyamatszabályozás révén).

Polikristályos típusú szabályozás: 4H-SiC (mainstream), 6H-SiC, 4H-SiC arány >90% növekedése lehetséges (a hőmérsékleti gradienst és a gázfázis sztöchiometrikus arányát pontosan kell szabályozni).

(2) A berendezés teljesítménye
Magas hőmérsékleti stabilitás: a grafit fűtőtest hőmérséklete > 2500 ℃, a kemence teste többrétegű szigeteléssel rendelkezik (például grafitfilc + vízhűtéses köpeny).

Egyenletesség-szabályozás: A ±5 °C-os axiális/radiális hőmérséklet-ingadozások biztosítják a kristályátmérő állandóságát (6 hüvelykes aljzatvastagság-eltérés <5%).

Automatizálási fok: Integrált PLC vezérlőrendszer, a hőmérséklet, a nyomás és a növekedési sebesség valós idejű monitorozása.

(3) Technológiai előnyök
Magas anyagkihasználás: a nyersanyag-konverziós arány >70% (jobb, mint a CVD módszer).

Nagy méretkompatibilitás: a 6 hüvelykes tömeggyártás már megtörtént, a 8 hüvelykes fejlesztés alatt áll.

(4) Energiafogyasztás és költségek
Egyetlen kemence energiafogyasztása 300~800 kW·h, ami a SiC szubsztrátum előállítási költségének 40%~60%-át teszi ki.

A berendezésberuházás magas (1,5M 3M egységenként), de az egységnyi hordozó költsége alacsonyabb, mint a CVD módszer esetében.

Alapvető alkalmazások:

1. Teljesítményelektronika: SiC MOSFET szubsztrát elektromos járművek invertereihez és fotovoltaikus invertereihez.

2. RF eszközök: 5G bázisállomás GaN-on-SiC epitaxiális szubsztrát (főként 4H-SiC).

3. Extrém környezeti körülmények között használható eszközök: magas hőmérsékletű és nagynyomású érzékelők repülőgépipari és nukleáris energiaberendezésekhez.

Műszaki paraméterek:

Specifikáció	Részletek
Méretek (H × Sz × M)	2500 × 2400 × 3456 mm vagy testreszabható
Tégely átmérője	900 mm
Végső vákuumnyomás	6 × 10⁻⁴ Pa (1,5 óra vákuum után)
Szivárgási arány	≤5 Pa/12 óra (sütés után)
Forgótengely átmérője	50 mm
Forgási sebesség	0,5–5 fordulat/perc
Fűtési módszer	Elektromos ellenállásfűtés
Maximális kemencehőmérséklet	2500°C
Fűtési teljesítmény	40 kW × 2 × 20 kW
Hőmérsékletmérés	Kétszínű infravörös pirométer
Hőmérséklet-tartomány	900–3000°C
Hőmérséklet pontossága	±1°C
Nyomástartomány	1–700 mbar
Nyomásszabályozási pontosság	1–10 mbar: ±0,5% teljes térfogat; 10–100 mbar: ±0,5% teljes térfogat; 100–700 mbar: ±0,5% teljes tartomány
Művelet típusa	Alulról tölthető, manuális/automatikus biztonsági opciók
Opcionális funkciók	Kettős hőmérsékletmérés, több fűtési zóna

XKH szolgáltatások:

Az XKH a SiC PVT kemence teljes folyamatszolgáltatását nyújtja, beleértve a berendezések testreszabását (hőmező tervezése, automatikus vezérlés), a folyamatfejlesztést (kristályalak-szabályozás, hibaoptimalizálás), a műszaki képzést (üzemeltetés és karbantartás) és az értékesítés utáni támogatást (grafitalkatrészek cseréje, hőmező kalibrálása), hogy segítsen az ügyfeleknek kiváló minőségű szilícium-dioxid kristály tömeggyártást elérni. Folyamatfrissítési szolgáltatásokat is nyújtunk a kristályhozam és a növekedési hatékonyság folyamatos javítása érdekében, jellemzően 3-6 hónapos átfutási idővel.