Pestovanie dlhých kryštálov karbidu kremíka v peci s odolnosťou voči oxidu kremičitému, metóda PVT, 6/8/12-palcový palcový SiC ingot kryštál

Pestovanie dlhých kryštálov karbidu kremíka v peci s odporom 6/8/12 palcov v palcovom ingote SiC metódou PVT. Obrázok

Stručný popis:

Pece na rast karbidu kremíka (metóda PVT, metóda fyzikálneho prenosu pár) je kľúčové zariadenie na rast monokryštálov karbidu kremíka (SiC) metódou sublimácie a rekryštalizácie pri vysokej teplote. Táto technológia využíva odporový ohrev (grafitové vykurovacie teleso) na sublimáciu surového SiC pri vysokej teplote 2000 až 2500 ℃ a rekryštalizáciu v oblasti nízkych teplôt (zárodkový kryštál) za vzniku vysokokvalitného monokryštálu SiC (4H/6H-SiC). Metóda PVT je hlavným procesom hromadnej výroby substrátov SiC s rozmermi 6 palcov a menej, ktorý sa široko používa pri príprave substrátov výkonových polovodičov (ako sú MOSFETy, SBD) a rádiofrekvenčných zariadení (GaN-na-SiC).

Pošlite nám e-mail

Funkcie

Princíp fungovania:

1. Vloženie suroviny: vysoko čistý prášok (alebo blok) SiC umiestnený na dne grafitového téglika (zóna vysokej teploty).

2. Vákuum/inertné prostredie: vysajte komoru pece (<10⁻³ mbar) alebo nechajte prepustiť inertný plyn (Ar).

3. Vysokoteplotná sublimácia: odporové zahrievanie na 2000 ~ 2500 ℃, rozklad SiC na Si, Si₂C, SiC₂ a ďalšie zložky v plynnej fáze.

4. Prenos v plynnej fáze: teplotný gradient riadi difúziu materiálu v plynnej fáze do oblasti s nízkou teplotou (koniec semena).

5. Rast kryštálov: Plynná fáza rekryštalizuje na povrchu zárodočného kryštálu a rastie v smere pozdĺž osi C alebo osi A.

Kľúčové parametre:

1. Teplotný gradient: 20 ~ 50 ℃/cm (kontrola rýchlosti rastu a hustoty defektov).

2. Tlak: 1~100 mbar (nízky tlak na zníženie zabudovania nečistôt).

3. Rýchlosť rastu: 0,1 ~ 1 mm/h (ovplyvňuje kvalitu kryštálov a efektivitu výroby).

Hlavné vlastnosti:

(1) Krištáľová kvalita
Nízka hustota defektov: hustota mikrotubulov <1 cm⁻², hustota dislokácií 10³~10⁴ cm⁻² (vďaka optimalizácii semien a riadeniu procesu).

Riadenie polykryštalického typu: je možné pestovať 4H-SiC (hlavný prúd), 6H-SiC, podiel 4H-SiC > 90 % (je potrebné presne kontrolovať teplotný gradient a stechiometrický pomer plynnej fázy).

(2) Výkon zariadenia
Vysoká teplotná stabilita: teplota grafitového vykurovacieho telesa > 2500 ℃, teleso pece má viacvrstvovú izolačnú konštrukciu (napríklad grafitová plsť + vodou chladený plášť).

Kontrola rovnomernosti: Axiálne/radiálne teplotné výkyvy ±5 °C zabezpečujú konzistentnosť priemeru kryštálov (odchýlka hrúbky substrátu 6 palcov <5 %).

Stupeň automatizácie: Integrovaný riadiaci systém PLC, monitorovanie teploty, tlaku a rýchlosti rastu v reálnom čase.

(3) Technologické výhody
Vysoké využitie materiálu: miera konverzie suroviny > 70 % (lepšia ako metóda CVD).

Kompatibilita veľkých rozmerov: Dosiahla sa hromadná výroba 6-palcových displejov, 8-palcový displej je vo fáze vývoja.

(4) Spotreba energie a náklady
Spotreba energie jednej pece je 300 až 800 kW·h, čo predstavuje 40 % až 60 % výrobných nákladov na substrát SiC.

Investícia do zariadenia je vysoká (1,5 milióna až 3 milióny na jednotku), ale náklady na jednotku substrátu sú nižšie ako pri metóde CVD.

Základné aplikácie:

1. Výkonová elektronika: SiC MOSFET substrát pre meniče elektrických vozidiel a fotovoltaické meniče.

2. RF zariadenia: 5G základňová stanica s epitaxným substrátom GaN na SiC (hlavne 4H-SiC).

3. Zariadenia pre extrémne prostredie: senzory vysokej teploty a vysokého tlaku pre zariadenia v leteckom a kozmickom priemysle a jadrovej energii.

Technické parametre：

Špecifikácia	Detaily
Rozmery (D × Š × V)	2500 × 2400 × 3456 mm alebo prispôsobiť
Priemer téglika	900 mm
Maximálny vákuový tlak	6 × 10⁻⁴ Pa (po 1,5 hodine vákua)
Miera úniku	≤5 Pa/12h (vypekanie)
Priemer rotačného hriadeľa	50 mm
Rýchlosť otáčania	0,5 – 5 ot./min.
Metóda ohrevu	Elektrické odporové vykurovanie
Maximálna teplota pece	2500 °C
Vykurovací výkon	40 kW × 2 × 20 kW
Meranie teploty	Dvojfarebný infračervený pyrometer
Teplotný rozsah	900 – 3 000 °C
Presnosť teploty	±1 °C
Rozsah tlaku	1 – 700 mbarov
Presnosť regulácie tlaku	1–10 mbar: ±0,5 % rozsahu; 10–100 mbar: ±0,5 % rozsahu; 100 – 700 mbar: ±0,5 % rozsahu
Typ operácie	Spodné plnenie, manuálne/automatické bezpečnostné možnosti
Voliteľné funkcie	Duálne meranie teploty, viacero vykurovacích zón

Služby XKH:

Spoločnosť XKH poskytuje kompletný procesný servis pre pece SiC PVT vrátane prispôsobenia zariadenia (návrh tepelného poľa, automatické riadenie), vývoja procesov (riadenie tvaru kryštálov, optimalizácia defektov), technického školenia (prevádzka a údržba) a popredajnej podpory (výmena grafitových dielov, kalibrácia tepelného poľa), aby pomohla zákazníkom dosiahnuť vysokokvalitnú hromadnú výrobu kryštálov SIC. Poskytujeme tiež služby modernizácie procesov s cieľom neustále zlepšovať výťažok a efektivitu rastu kryštálov s typickou dodacou lehotou 3 – 6 mesiacov.