Силициево-карбидна пещ с дълги кристали, отглеждаща 6/8/12-инчови инчови SiC кристални блокове, PVT метод

Отглеждане на дълги кристали в пещ за устойчивост на силициев карбид 6/8/12 инча, метод PVT на кристални блокове SiC. Изображение

Кратко описание:

Пещта за резистивен растеж на силициев карбид (PVT метод, метод за физически пренос на пари) е ключово оборудване за растеж на монокристали от силициев карбид (SiC) чрез принципа на високотемпературна сублимация-рекристализация. Технологията използва резистивно нагряване (графитно нагревателно тяло) за сублимиране на SiC суровината при висока температура от 2000~2500℃ и рекристализация в нискотемпературната област (зародишен кристал), за да се образува висококачествен SiC монокристал (4H/6H-SiC). PVT методът е основният процес за масово производство на SiC субстрати с размер 6 инча и по-малко, който се използва широко при подготовката на субстрати на силови полупроводници (като MOSFET, SBD) и радиочестотни устройства (GaN-върху-SiC).

Изпратете ни имейл

Характеристики

Принцип на работа:

1. Зареждане на суровина: високочист SiC прах (или блок), поставен на дъното на графитния тигел (зона с висока температура).

2. Вакуум/инертна среда: вакуумирайте камерата на пещта (<10⁻³ mbar) или пропуснете инертен газ (Ar).

3. Сублимация при висока температура: съпротивително нагряване до 2000~2500℃, разлагане на SiC на Si, Si₂C, SiC₂ и други газови компоненти.

4. Пренос в газова фаза: температурният градиент задвижва дифузията на материала в газова фаза към областта с ниска температура (край на семената).

5. Растеж на кристали: Газовата фаза рекристализира върху повърхността на зародишния кристал и расте в посока по оста C или оста A.

Ключови параметри:

1. Температурен градиент: 20~50℃/cm (контролна скорост на растеж и плътност на дефектите).

2. Налягане: 1~100mbar (ниско налягане за намаляване на включването на примеси).

3. Скорост на растеж: 0,1~1 мм/ч (влияе върху качеството на кристалите и ефективността на производството).

Основни характеристики:

(1) Кристално качество
Ниска плътност на дефектите: плътност на микротубулите <1 cm⁻², плътност на дислокациите 10³~10⁴ cm⁻² (чрез оптимизация на семената и контрол на процеса).

Контрол на поликристалния тип: може да се произвежда 4H-SiC (основен поток), 6H-SiC, 4H-SiC съотношение >90% (необходимо е точно да се контролира температурният градиент и стехиометричното съотношение на газовата фаза).

(2) Производителност на оборудването
Стабилност при висока температура: температура на графитното нагревателно тяло >2500℃, тялото на пещта е с многослойна изолация (като графитен филц + водно охлаждана обвивка).

Контрол на еднородността: Аксиални/радиални температурни колебания от ±5°C осигуряват постоянство на диаметъра на кристала (отклонение в дебелината на субстрата от 6 инча <5%).

Степен на автоматизация: Интегрирана PLC система за управление, наблюдение в реално време на температурата, налягането и скоростта на растеж.

(3) Технологични предимства
Високо използване на материала: коефициент на преобразуване на суровината >70% (по-добро от CVD метода).

Съвместимост с големи размери: постигнато е масово производство на 6-инчови модели, 8-инчовите са в етап на разработка.

(4) Консумация на енергия и разходи
Консумацията на енергия на една пещ е 300~800 kW·h, което представлява 40%~60% от производствените разходи за SiC субстрат.

Инвестицията в оборудване е висока (1,5 милиона 3 милиона на единица), но цената на единичния субстрат е по-ниска от тази при CVD метода.

Основни приложения:

1. Силова електроника: SiC MOSFET субстрат за инвертор за електрически превозни средства и фотоволтаичен инвертор.

2. Rf устройства: 5G базова станция GaN-върху-SiC епитаксиален субстрат (главно 4H-SiC).

3. Устройства за екстремни условия: сензори за висока температура и високо налягане за аерокосмическо и ядрено енергийно оборудване.

Технически параметри：

Спецификация	Детайли
Размери (Д × Ш × В)	2500 × 2400 × 3456 мм или персонализиране
Диаметър на тигела	900 мм
Крайно вакуумно налягане	6 × 10⁻⁴ Pa (след 1,5 часа вакуум)
Степен на течове	≤5 Pa/12h (изпичане)
Диаметър на въртящия се вал	50 мм
Скорост на въртене	0,5–5 об/мин
Метод на нагряване	Електрическо съпротивително нагряване
Максимална температура на пещта	2500°C
Отоплителна мощност	40 kW × 2 × 20 kW
Измерване на температура	Двуцветен инфрачервен пирометър
Температурен диапазон	900–3000°C
Точност на температурата	±1°C
Диапазон на налягането	1–700 мбара
Точност на контрола на налягането	1–10 mbar: ±0,5% от пълния диапазон; 10–100 mbar: ±0,5% от пълния диапазон; 100–700 mbar: ±0,5% от пълния диапазон
Тип операция	Долно зареждане, опции за ръчна/автоматична безопасност
Допълнителни функции	Двойно измерване на температурата, множество зони на отопление

Услуги на XKH:

XKH предоставя цялостно обслужване на процеса на SiC PVT пещ, включително персонализиране на оборудването (проектиране на термично поле, автоматично управление), разработване на процеси (контрол на формата на кристалите, оптимизация на дефектите), техническо обучение (експлоатация и поддръжка) и следпродажбено обслужване (подмяна на графитни части, калибриране на термично поле), за да помогне на клиентите да постигнат висококачествено масово производство на SIC кристали. Ние също така предлагаме услуги за надграждане на процесите, за да подобряваме непрекъснато добива на кристали и ефективността на растежа, с типичен срок за изпълнение от 3-6 месеца.