Пещ за растеж на SiC инготи за методи TSSG/LPE на SiC кристали с голям диаметър

Пещ за растеж на SiC блокове за методи TSSG/LPE на SiC кристали с голям диаметър, представено изображение

Кратко описание:

Пещта за растеж на блокове от силициев карбид в течна фаза на XKH използва водещи в света технологии TSSG (Top-Seeded Solution Growth) и LPE (Liquid Phase Epitaxy), специално разработени за растеж на висококачествени монокристали SiC. Методът TSSG позволява растеж на блокове 4H/6H-SiC с голям диаметър от 4-8 инча чрез прецизен температурен градиент и контрол на скоростта на повдигане на блоковете, докато методът LPE улеснява контролирания растеж на епитаксиални слоеве от SiC при по-ниски температури, особено подходящи за епитаксиални слоеве с ултра ниска дебелина на дефектите. Тази система за растеж на блокове от силициев карбид в течна фаза е успешно приложена в промишленото производство на различни SiC кристали, включително тип 4H/6H-N и изолационен тип 4H/6H-SEMI, предоставяйки цялостни решения от оборудване до процеси.

Изпратете ни имейл

Характеристики

Принцип на работа

Основният принцип на растежа на блокове от силициев карбид в течна фаза включва разтваряне на високочисти SiC суровини в разтопени метали (напр. Si, Cr) при 1800-2100°C за образуване на наситени разтвори, последвано от контролиран насочен растеж на монокристали SiC върху зародишни кристали чрез прецизен температурен градиент и регулиране на пренасищането. Тази технология е особено подходяща за производство на високочисти (>99.9995%) 4H/6H-SiC монокристали с ниска плътност на дефектите (<100/cm²), отговарящи на строгите изисквания за субстрати за силова електроника и радиочестотни устройства. Системата за растеж в течна фаза позволява прецизен контрол на типа проводимост на кристала (тип N/P) и съпротивлението чрез оптимизиран състав на разтвора и параметри на растеж.

Основни компоненти

1. Специална тигелна система: Тигел от високочист графит/тантал, композитен материал, температурна устойчивост >2200°C, устойчив на корозия от стопилка SiC.

2. Многозонна отоплителна система: Комбинирано съпротивително/индукционно нагряване с точност на контрол на температурата от ±0,5°C (диапазон 1800-2100°C).

3. Система за прецизно движение: Двоен затворен контур за въртене на семената (0-50 об/мин) и повдигане (0,1-10 мм/ч).

4. Система за контрол на атмосферата: Защита от аргон/азот с висока чистота, регулируемо работно налягане (0,1-1 атм).

5. Интелигентна система за управление: PLC + индустриален компютър с резервно управление с мониторинг на интерфейса за растеж в реално време.

6. Ефективна система за охлаждане: Градуираното водно охлаждане осигурява дългосрочна стабилна работа.

Сравнение на TSSG и LPE

Характеристики	Метод TSSG	LPE метод
Температура на растеж	2000-2100°C	1500-1800°C
Темпът на растеж	0,2-1 мм/ч	5-50μm/h
Размер на кристала	4-8 инчови блокове	50-500μm епи-слоеве
Основно приложение	Подготовка на основата	Епислойни слоеве за захранващо устройство
Плътност на дефектите	<500/см²	<100/см²
Подходящи политипове	4H/6H-SiC	4H/3C-SiC

Ключови приложения

1. Силова електроника: 6-инчови 4H-SiC подложки за MOSFET/диоди 1200V+.

2. 5G RF устройства: Полуизолиращи SiC подложки за PA-та на базови станции.

3. Приложения за електрически превозни средства: Ултрадебели (>200μm) епислоеве за автомобилни модули.

4. Фотоволтаични инвертори: Субстрати с ниско съдържание на дефекти, позволяващи >99% ефективност на преобразуване.

Основни предимства

1. Технологично превъзходство
1.1 Интегриран многометодичен дизайн
Тази система за растеж на SiC блокове в течна фаза иновативно комбинира технологиите за растеж на кристали TSSG и LPE. Системата TSSG използва растеж с горни засети разтвори с прецизна конвекция на стопилката и контрол на температурния градиент (ΔT ≤ 5℃/cm), което позволява стабилен растеж на SiC блокове с голям диаметър от 4-8 инча с добив от 15-20 kg при единичен цикъл за 6H/4H-SiC кристали. LPE системата използва оптимизиран състав на разтворителя (Si-Cr сплавна система) и контрол на пренасищането (±1%) за растеж на висококачествени дебели епитаксиални слоеве с плътност на дефектите <100/cm² при относително ниски температури (1500-1800℃).

1.2 Интелигентна система за управление
Оборудван с интелигентен контрол на растежа от 4-то поколение, включващ:
• Многоспектрален in-situ мониторинг (диапазон на дължината на вълната 400-2500 nm)
• Лазерно откриване на нивото на стопилката (точност ±0,01 мм)
• CCD-базиран контрол на диаметъра в затворен контур (колебание <±1 мм)
• Оптимизация на параметрите на растеж, задвижвана от изкуствен интелект (15% икономия на енергия)

2. Предимства на производителността на процеса
2.1 Основни силни страни на метода TSSG
• Възможност за растеж на големи кристали: Поддържа растеж на кристали с диаметър до 8 инча (20 см) с равномерност на диаметъра >99,5%
• Превъзходна кристалност: плътност на дислокациите <500/cm², плътност на микротръбите <5/cm²
• Еднородност на легиране: <8% вариация на съпротивлението от n-тип (4-инчови пластини)
• Оптимизирана скорост на растеж: Регулируема 0,3-1,2 мм/ч, 3-5 пъти по-бърза от методите с парофазна обработка

2.2 Основни силни страни на метода LPE
• Епитаксия с ултраниска дефектност: Плътност на интерфейсните състояния <1×10¹¹cm⁻²·eV⁻¹
• Прецизен контрол на дебелината: 50-500μm епи-слоеве с <±2% вариация на дебелината
• Ефективност при ниски температури: 300-500℃ по-ниска от CVD процесите
• Растеж на сложни структури: Поддържа pn преходи, свръхрешетки и др.

3. Предимства на производствената ефективност
3.1 Контрол на разходите
• 85% използване на суровините (спрямо 60% конвенционално)
• 40% по-ниска консумация на енергия (в сравнение с HVPE)
• 90% време на работа на оборудването (модулният дизайн минимизира времето на престой)

3.2 Осигуряване на качеството
• 6σ контрол на процеса (CPK>1.67)
• Онлайн откриване на дефекти (резолюция 0,1 μm)
• Пълно проследяване на данните от процеса (над 2000 параметъра в реално време)

3.3 Мащабируемост
• Съвместим с политипове 4H/6H/3C
• Възможност за надграждане до 12-инчови технологични модули
• Поддържа SiC/GaN хетероинтеграция

4. Предимства на приложението в индустрията
4.1 Захранващи устройства
• Субстрати с ниско съпротивление (0.015-0.025Ω·cm) за устройства 1200-3300V
• Полуизолационни подложки (>10⁸Ω·cm) за радиочестотни приложения

4.2 Нововъзникващи технологии
• Квантова комуникация: Субстрати с ултра ниско ниво на шум (1/f шум <-120dB)
• Екстремни среди: Радиационно-устойчиви кристали (<5% разграждане след облъчване с 1×10¹⁶n/cm²)

Услуги на XKH

1. Персонализирано оборудване: Персонализирани конфигурации на системата TSSG/LPE.
2. Обучение по процеси: Всеобхватни програми за техническо обучение.
3. Следпродажбено обслужване: 24/7 техническа помощ и поддръжка.
4. Решения „до ключ“: Пълен спектър от услуги от инсталация до валидиране на процеса.
5. Доставка на материали: Предлагат се SiC субстрати/епи-пластове с размер 2-12 инча.

Ключовите предимства включват:
• Възможност за растеж на кристали до 8 инча.
• Еднородност на съпротивлението <0,5%.
• Време на работа на оборудването >95%.
• 24/7 техническа поддръжка.