Ränikarbiidist resistentsusega pikakristall-ahju kasvatamine 6/8/12-tollise tollise SiC valuploki kristalli PVT-meetodil

Lühike kirjeldus:

Ränikarbiidi takistuskasvuahi (PVT-meetod, füüsikalise auruülekande meetod) on võtmeseade ränikarbiidi (SiC) monokristallide kasvatamiseks kõrgel temperatuuril sublimatsiooni-rekristallisatsiooni põhimõttel. Tehnoloogia kasutab takistuskuumutamist (grafiidist kuumutuskeha), et sublimeerida SiC toorainet kõrgel temperatuuril 2000–2500 ℃ ja rekristalliseerida madalal temperatuuril (seemnekristall), moodustades kvaliteetse SiC monokristalli (4H/6H-SiC). PVT-meetod on peamine protsess 6-tolliste ja väiksemate SiC-substraatide masstootmiseks, mida kasutatakse laialdaselt võimsuspooljuhtide (nt MOSFETid, SBD) ja raadiosageduslike seadmete (GaN-on-SiC) substraatide ettevalmistamisel.

Saada meile e-kiri

Omadused

Tööpõhimõte:

1. Tooraine laadimine: kõrge puhtusastmega SiC pulber (või plokk) asetatakse grafiittiigli põhja (kõrgtemperatuuriline tsoon).

2. Vaakum/inertne keskkond: vaakumiga puhastage ahjukamber (<10⁻³ mbar) või laske läbi inertgaasi (Ar).

3. Kõrgtemperatuuriline sublimatsioon: takistuskuumutamine temperatuurini 2000–2500 ℃, SiC lagunemine Si-ks, Si₂C-ks, SiC₂-ks ja muudeks gaasifaasi komponentideks.

4. Gaasifaasi läbilaskvus: temperatuurigradient suunab gaasifaasi materjali difusiooni madala temperatuuriga piirkonda (seemneots).

5. Kristalli kasv: Gaasifaas rekristalliseerub seemnekristalli pinnal ja kasvab C-telje või A-telje suunas.

Peamised parameetrid:

1. Temperatuurigradient: 20–50 ℃/cm (kontrollige kasvukiirust ja defektide tihedust).

2. Rõhk: 1–100 mbar (madal rõhk lisandite lisamise vähendamiseks).

3. Kasvukiirus: 0,1–1 mm/h (mõjutab kristallide kvaliteeti ja tootmise efektiivsust).

Peamised omadused:

(1) Kristalli kvaliteet
Madal defektide tihedus: mikrotuubulite tihedus <1 cm⁻², dislokatsiooni tihedus 10³~10⁴ cm⁻² (tänu seemnete optimeerimisele ja protsessi juhtimisele).

Polükristallilise tüübi kontroll: saab kasvatada 4H-SiC-d (peavoolu), 6H-SiC-d, 4H-SiC osakaal >90% (vajadus temperatuurigradienti ja gaasifaasi stöhhiomeetrilist suhet täpselt kontrollida).

(2) Seadmete jõudlus
Kõrge temperatuuri stabiilsus: grafiidist kuumutatud keha temperatuur > 2500 ℃, ahju korpus on mitmekihilise isolatsiooniga (näiteks grafiitvilt + vesijahutusega jope).

Ühtluse kontroll: Aksiaalsed/radiaalsed temperatuurikõikumised ±5 °C tagavad kristalli läbimõõdu järjepidevuse (6-tolline aluspinna paksuse hälve <5%).

Automatiseerimise aste: integreeritud PLC juhtimissüsteem, temperatuuri, rõhu ja kasvukiiruse reaalajas jälgimine.

(3) Tehnoloogilised eelised
Kõrge materjalikasutus: tooraine konversioonimäär >70% (parem kui CVD-meetod).

Suur ühilduvus suurustega: 6-tolline masstootmine on saavutatud, 8-tolline on arendusjärgus.

(4) Energiatarbimine ja -kulud
Ühe ahju energiatarve on 300–800 kW·h, mis moodustab SiC-substraadi tootmiskuludest 40–60%.

Seadmete investeering on suur (1,5M 3M ühiku kohta), kuid aluspinna ühikuhind on madalam kui CVD-meetodil.

Põhirakendused:

1. Jõuelektroonika: SiC MOSFET-substraat elektriautode inverteri ja fotogalvaanilise inverteri jaoks.

2. Raadiosagedusseadmed: 5G tugijaam GaN-on-SiC epitaksiaalsel aluspinnal (peamiselt 4H-SiC).

3. Äärmuslike keskkondade seadmed: kõrgtemperatuuri ja kõrgsurve andurid lennundus- ja tuumaenergiaseadmetele.

Tehnilised parameetrid:

Spetsifikatsioon	Detailid
Mõõtmed (P × L × K)	2500 × 2400 × 3456 mm või kohandatav
Tiigli läbimõõt	900 mm
Ülim vaakumrõhk	6 × 10⁻⁴ Pa (pärast 1,5-tunnist vaakumit)
Lekke määr	≤5 Pa/12h (küpsetamine)
Pöörlemisvõlli läbimõõt	50 mm
Pöörlemiskiirus	0,5–5 p/min
Kuumutusmeetod	Elektriline takistusküte
Maksimaalne ahju temperatuur	2500°C
Küttevõimsus	40 kW × 2 × 20 kW
Temperatuuri mõõtmine	Kahevärviline infrapunapüromeeter
Temperatuurivahemik	900–3000 °C
Temperatuuri täpsus	±1°C
Rõhuvahemik	1–700 millibaari
Rõhu reguleerimise täpsus	1–10 mbar: ±0,5% täisrõhust; 10–100 mbar: ±0,5% täisrõhust; 100–700 mbar: ±0,5% täisrõhust
Toimingu tüüp	Alt laadimine, käsitsi/automaatsed ohutusvalikud
Valikulised funktsioonid	Kahekordne temperatuuri mõõtmine, mitu küttetsooni

XKH teenused:

XKH pakub SiC PVT ahju kogu protsessiteenust, sealhulgas seadmete kohandamist (termovälja disain, automaatjuhtimine), protsesside arendamist (kristallide kuju kontroll, defektide optimeerimine), tehnilist koolitust (käitamine ja hooldus) ja müügijärgset tuge (grafiidist osade asendamine, termovälja kalibreerimine), et aidata klientidel saavutada kvaliteetset sic-kristallide masstootmist. Pakume ka protsesside täiustamise teenuseid, et pidevalt parandada kristallide saagikust ja kasvu efektiivsust, tüüpilise tarneajaga 3–6 kuud.