Piikarbidiresistanssin pitkäkideuunissa kasvava 6/8/12 tuuman tuuman SiC-harkon kide PVT-menetelmällä

Piikarbidiresistanssin pitkäkideuunissa kasvava 6/8/12 tuuman tuuman SiC-harkon kide PVT-menetelmä Esitelty kuva

Lyhyt kuvaus:

Piikarbidin vastuskasvatusuuni (PVT-menetelmä, fysikaalinen höyrynsiirtomenetelmä) on keskeinen laite piikarbidin (SiC) yksittäiskiteiden kasvattamiseen korkean lämpötilan sublimaatio-uudelleenkiteytysperiaatteella. Teknologia käyttää vastuslämmitystä (grafiittilämmitysrunko) piikarbidiraaka-aineen sublimoimiseksi korkeassa 2000–2500 ℃:n lämpötilassa ja uudelleenkiteyttämiseksi matalassa lämpötilassa (siemenkide) korkealaatuisen piikarbidi-yksittäiskiteen (4H/6H-SiC) muodostamiseksi. PVT-menetelmä on valtavirtaprosessi 6 tuuman ja sitä pienempien piikarbidisubstraattien massatuotantoon, ja sitä käytetään laajalti tehopuolijohteiden (kuten MOSFETit, SBD) ja radiotaajuuslaitteiden (GaN-on-SiC) substraattien valmistuksessa.

Lähetä meille sähköpostia

Ominaisuudet

Toimintaperiaate:

1. Raaka-aineen täyttö: erittäin puhdasta piikarbidijauhetta (tai -lohkoa) sijoitetaan grafiittiupokkaan pohjalle (korkean lämpötilan vyöhyke).

2. Tyhjiö/inertti ympäristö: tyhjiöi uunikammio (<10⁻³ mbar) tai johda läpi inerttiä kaasua (Ar).

3. Korkean lämpötilan sublimaatio: vastuskuumennus 2000–2500 ℃:een, piikarbidin hajoaminen piiksi, Si₂C:ksi, SiC₂:ksi ja muiksi kaasufaasikomponenteiksi.

4. Kaasufaasin läpäisy: lämpötilagradientti ajaa kaasufaasimateriaalin diffuusiota matalan lämpötilan alueelle (siemenpää).

5. Kiteen kasvu: Kaasufaasi kiteytyy uudelleen siemenkiteen pinnalla ja kasvaa C-akselin tai A-akselin suuntaisesti.

Keskeiset parametrit:

1. Lämpötilagradientti: 20–50 ℃/cm (kasvunopeuden ja vikatiheyden hallinta).

2. Paine: 1–100 mbar (alhainen paine epäpuhtauksien lisäämisen vähentämiseksi).

3. Kasvunopeus: 0,1–1 mm/h (vaikuttaa kiteen laatuun ja tuotantotehokkuuteen).

Tärkeimmät ominaisuudet:

(1) Kristallin laatu
Alhainen vikatiheys: mikrotubulusten tiheys <1 cm⁻², dislokaatiotiheys 10³~10⁴ cm⁻² (siementen optimoinnin ja prosessinohjauksen avulla).

Polykiteisen tyypin säätö: voi kasvattaa 4H-SiC:tä (päävirta), 6H-SiC:tä, 4H-SiC:n osuus >90 % (lämpötilagradienttia ja kaasufaasin stoikiometristä suhdetta on säädettävä tarkasti).

(2) Laitteiden suorituskyky
Korkea lämpötilan vakaus: grafiittilämmitysrungon lämpötila> 2500 ℃, uunin runko on monikerroksinen eristysrakenne (kuten grafiittihuopa + vesijäähdytteinen vaippa).

Tasaisuuden hallinta: Aksiaaliset/radiaaliset lämpötilanvaihtelut ±5 °C varmistavat kiteen halkaisijan yhdenmukaisuuden (6 tuuman alustan paksuuden poikkeama <5%).

Automaatioaste: Integroitu PLC-ohjausjärjestelmä, lämpötilan, paineen ja kasvunopeuden reaaliaikainen seuranta.

(3) Teknologiset edut
Korkea materiaalin käyttöaste: raaka-aineen konversioaste >70% (parempi kuin CVD-menetelmällä).

Suuri kokoyhteensopivuus: 6-tuumainen massatuotanto on saavutettu, 8-tuumainen on kehitysvaiheessa.

(4) Energiankulutus ja kustannukset
Yhden uunin energiankulutus on 300–800 kW·h, mikä on 40–60 % piikarbidialustan tuotantokustannuksista.

Laiteinvestoinnit ovat korkeat (1,5–3 miljoonaa yksikköä kohden), mutta yksikkökohtaiset substraattikustannukset ovat alhaisemmat kuin CVD-menetelmässä.

Ydinsovellukset:

1. Tehoelektroniikka: SiC MOSFET -substraatti sähköajoneuvojen inverttereille ja aurinkosähköinverttereille.

2. RF-laitteet: 5G-tukiaseman GaN-on-SiC-epitaksiaalinen substraatti (pääasiassa 4H-SiC).

3. Äärimmäisten olosuhteiden laitteet: korkean lämpötilan ja korkean paineen anturit ilmailu- ja ydinvoimalaitteisiin.

Tekniset parametrit:

Tekniset tiedot	Tiedot
Mitat (P × L × K)	2500 × 2400 × 3456 mm tai mukautettava
Upokkaan halkaisija	900 mm
Lopullinen tyhjiöpaine	6 × 10⁻⁴ Pa (1,5 tunnin tyhjiön jälkeen)
Vuotoaste	≤5 Pa/12h (paistos)
Pyörimisakselin halkaisija	50 mm
Pyörimisnopeus	0,5–5 rpm
Lämmitysmenetelmä	Sähkövastuslämmitys
Uunin maksimilämpötila	2500 °C
Lämmitysteho	40 kW × 2 × 20 kW
Lämpötilan mittaus	Kaksivärinen infrapunapyrometri
Lämpötila-alue	900–3000 °C
Lämpötilan tarkkuus	±1 °C
Painealue	1–700 millibaaria
Paineensäädön tarkkuus	1–10 mbar: ±0,5 % täyden paineen; 10–100 mbar: ±0,5 % täyden paineen; 100–700 mbar: ±0,5 % täyden paineen
Toiminnan tyyppi	Pohjasta täytettävä, manuaaliset/automaattiset turvallisuusvaihtoehdot
Valinnaiset ominaisuudet	Kaksoislämpötilan mittaus, useita lämmitysvyöhykkeitä

XKH-palvelut:

XKH tarjoaa SiC PVT -uunin koko prosessipalvelun, mukaan lukien laitteiden räätälöinnin (lämpökentän suunnittelu, automaattinen ohjaus), prosessien kehittämisen (kiteen muodon hallinta, vikojen optimointi), teknisen koulutuksen (käyttö ja huolto) ja myynnin jälkeisen tuen (grafiittiosien vaihto, lämpökentän kalibrointi) auttaakseen asiakkaita saavuttamaan korkealaatuisen piikiteiden massatuotannon. Tarjoamme myös prosessipäivityspalveluita kiteiden saannon ja kasvutehokkuuden jatkuvaksi parantamiseksi tyypillisellä 3–6 kuukauden toimitusajalla.