SiC-harkon kasvatusuuni suuriläpimittaisten SiC-kiteiden TSSG/LPE-menetelmille

Lyhyt kuvaus:

XKH:n nestefaasinen piikarbidiharkkojen kasvatusuuni hyödyntää maailman johtavia TSSG (Top-Seeded Solution Growth) ja LPE (Liquid Phase Epitaxy) -teknologioita, jotka on erityisesti suunniteltu korkealaatuisen piikarbidin yksittäiskiteiden kasvatukseen. TSSG-menetelmä mahdollistaa 4–8 tuuman (10–20 cm) halkaisijaltaan suurten 4H/6H-piikarbidiharkkojen kasvattamisen tarkan lämpötilagradientin ja siementen nostonopeuden säädön avulla, kun taas LPE-menetelmä helpottaa piikarbidiepitaksiaalikerrosten hallittua kasvua alhaisemmissa lämpötiloissa, mikä sopii erityisesti erittäin vähävirheisille paksuille epitaksiaalikerroksille. Tätä nestefaasista piikarbidiharkkojen kasvatusjärjestelmää on sovellettu menestyksekkäästi erilaisten piikarbidikiteiden, mukaan lukien 4H/6H-N-tyyppisten ja 4H/6H-SEMI-eristetyyppisten kiteiden, teollisessa tuotannossa, tarjoten täydellisiä ratkaisuja laitteista prosesseihin.

Lähetä meille sähköpostia

Ominaisuudet

Toimintaperiaate

Nestemäisessä faasissa tapahtuvan piikarbidiharkon kasvun ydinperiaatteena on liuottaa erittäin puhtaita piikarbidiraaka-aineita suliin metalleihin (esim. Si, Cr) 1800–2100 °C:n lämpötilassa kylläisten liuosten muodostamiseksi, minkä jälkeen piikarbidi-yksittäiskiteitä kasvatetaan kontrolloidusti siemenkiteiden päällä tarkan lämpötilagradientin ja ylikyllästymisen säätelyn avulla. Tämä teknologia soveltuu erityisen hyvin erittäin puhtaiden (>99,9995 %) 4H/6H-piikarbidi-yksittäiskiteiden tuottamiseen, joilla on alhainen vikatiheys (<100/cm²), ja jotka täyttävät tehoelektroniikan ja radiotaajuuslaitteiden tiukat alustavaatimukset. Nestemäisessä faasissa tapahtuva kasvatusjärjestelmä mahdollistaa kiteen johtavuustyypin (N/P-tyyppi) ja resistiivisyyden tarkan hallinnan optimoidun liuoskoostumuksen ja kasvuparametrien avulla.

Ydinkomponentit

1. Erikoisupokasjärjestelmä: Erittäin puhdas grafiitti/tantaali-komposiittiupokas, lämmönkestävyys >2200 °C, kestää piikarbidisulakorroosiota.

2. Monivyöhykelämmitysjärjestelmä: Yhdistetty vastus-/induktiolämmitys, jonka lämpötilan säätötarkkuus on ±0,5 °C (1800–2100 °C).

3. Tarkkuusliikejärjestelmä: Kaksoisohjaus siementen pyöritykselle (0–50 rpm) ja nostolle (0,1–10 mm/h).

4. Ilmakehän säätöjärjestelmä: Erittäin puhdasta argonia/typpeä sisältävä suojaus, säädettävä käyttöpaine (0,1–1 atm).

5. Älykäs ohjausjärjestelmä: PLC + teollisuus-PC:n redundantti ohjaus reaaliaikaisella kasvuliitännän valvonnalla.

6. Tehokas jäähdytysjärjestelmä: Porrastettu vesijäähdytys varmistaa pitkäaikaisen vakaan toiminnan.

TSSG:n ja LPE:n vertailu

Ominaisuudet	TSSG-menetelmä	LPE-menetelmä
Kasvulämpötila	2000–2100 °C	1500–1800 °C
Kasvuvauhti	0,2–1 mm/h	5–50 μm/h
Kristallin koko	4–8 tuuman harkot	50–500 μm:n epi-kerrokset
Pääsovellus	Alustan valmistelu	Virtalähteen epi-kerrokset
Vika tiheys	<500/cm²	<100/cm²
Sopivat polytyypit	4H/6H-SiC	4H/3C-SiC

Keskeiset sovellukset

1. Tehoelektroniikka: 6 tuuman 4H-SiC-substraatit yli 1200 V:n MOSFETeille/diodeille.

2. 5G RF -laitteet: Puolieristävät piikarbidi-substraatit tukiasemien tehovahvistimille.

3. Sähköajoneuvosovellukset: Erittäin paksut (>200 μm) epi-kerrokset autoteollisuuden moduuleihin.

4. Aurinkosähköinvertterit: Vähävirheelliset alustat mahdollistavat yli 99 %:n muuntotehokkuuden.

Keskeiset edut

1. Teknologinen ylivoima
1.1 Integroitu monimenetelmäsuunnittelu
Tämä nestefaasinen piikarbidiharkon kasvatusjärjestelmä yhdistää innovatiivisesti TSSG- ja LPE-kiteiden kasvatustekniikat. TSSG-järjestelmässä käytetään pinnalta siemennettyä liuoskasvatusta tarkalla sulakonvektiolla ja lämpötilagradienttien säädöllä (ΔT≤5 ℃/cm), mikä mahdollistaa 4–8 tuuman (10–20 cm) halkaisijaltaan suurten piikarbidiharkkojen vakaan kasvun 15–20 kg:n kertasaantoinnoilla 6H/4H-piikarbidikiteille. LPE-järjestelmässä käytetään optimoitua liuotinkoostumusta (Si-Cr-seosjärjestelmä) ja ylikyllästymisen säätöä (±1 %) korkealaatuisten paksujen epitaksiaalisten kerrosten kasvattamiseksi, joiden vikatiheys on <100/cm², suhteellisen matalissa lämpötiloissa (1500–1800 ℃).

1.2 Älykäs ohjausjärjestelmä
Varustettu neljännen sukupolven älykkäällä kasvunohjauksella, jossa on seuraavat ominaisuudet:
• Monispektrinen in-situ-seuranta (aallonpituusalue 400–2500 nm)
• Laserpohjainen sulamispinnan tunnistus (±0,01 mm:n tarkkuus)
• CCD-pohjainen halkaisijan suljetun silmukan säätö (<±1 mm vaihtelu)
• Tekoälyllä toimiva kasvuparametrien optimointi (15 % energiansäästö)

2. Prosessin suorituskyvyn edut
2.1 TSSG-menetelmän keskeiset vahvuudet
• Suurikokoinen: Tukee jopa 8 tuuman kiteen kasvua ja halkaisijan tasaisuutta yli 99,5 %
• Erinomainen kiteisyys: Dislokaatiotiheys <500/cm², mikroputkien tiheys <5/cm²
• Seostuksen tasaisuus: <8 % n-tyypin resistiivisyyden vaihtelu (4 tuuman kiekot)
• Optimoitu kasvunopeus: Säädettävä 0,3–1,2 mm/h, 3–5 kertaa nopeampi kuin höyryfaasimenetelmillä

2.2 LPE-menetelmän ydinvahvuudet
• Erittäin matala virheepitaksi: Rajapinnan tilatiheys <1×10¹¹cm⁻²·eV⁻¹
• Tarkka paksuuden säätö: 50–500 μm:n epi-kerrokset, joiden paksuusvaihtelu on <±2 %
• Matalan lämpötilan hyötysuhde: 300–500 ℃ alhaisempi kuin CVD-prosesseissa
• Monimutkaisten rakenteiden kasvu: Tukee pn-liitoksia, superhiloja jne.

3. Tuotantotehokkuuden edut
3.1 Kustannusten hallinta
• Raaka-aineiden käyttöaste 85 % (verrattuna 60 %:iin perinteisistä raaka-aineista)
• 40 % pienempi energiankulutus (verrattuna HVPE:hen)
• Laitteiden käyttöaika 90 % (modulaarinen rakenne minimoi seisokkiajat)

3.2 Laadunvarmistus
• 6σ prosessinohjaus (CK>1,67)
• Online-virheiden tunnistus (0,1 μm:n resoluutio)
• Koko prosessin datan jäljitettävyys (yli 2000 reaaliaikaista parametria)

3.3 Skaalautuvuus
• Yhteensopiva 4H/6H/3C-polyyttien kanssa
• Päivitettävissä 12 tuuman prosessimoduuleiksi
• Tukee SiC/GaN-heterointegraatiota

4. Teollisuussovellusten edut
4.1 Virtalaitteet
• Matalan resistiivisyyden omaavat alustat (0,015–0,025 Ω·cm) 1200–3300 V:n laitteille
• Puolieristävät alustat (>10⁸Ω·cm) RF-sovelluksiin

4.2 Uudet teknologiat
• Kvanttikommunikaatio: Erittäin matalakohinaiset alustat (1/f-kohina < -120 dB)
• Äärimmäiset olosuhteet: Säteilyä kestävät kiteet (<5 % hajoaminen 1×10¹⁶n/cm² säteilytyksen jälkeen)

XKH-palvelut

1. Räätälöidyt laitteet: Räätälöidyt TSSG/LPE-järjestelmäkokoonpanot.
2. Prosessikoulutus: Kattavat tekniset koulutusohjelmat.
3. Myynnin jälkeinen tuki: Tekninen tuki ja ylläpito 24/7.
4. Avaimet käteen -ratkaisut: Täyden spektrin palvelu asennuksesta prosessin validointiin.
5. Materiaalitoimitus: Saatavilla 2–12 tuuman piikarbidisubstraatteja/epi-kiekkoja.

Tärkeimpiä etuja ovat:
• Jopa 8 tuuman kiteenkasvatuskyky.
• Resistiivisyyden tasaisuus <0,5 %.
• Laitteiden käyttöaika >95 %.
• Tekninen tuki 24/7.