Cuptor de creștere a lingourilor de SiC pentru metode TSSG/LPE cu cristale de SiC de diametru mare

Scurtă descriere:

Cuptorul de creștere a lingourilor din carbură de siliciu în fază lichidă de la XKH utilizează tehnologiile TSSG (Top-Seeded Solution Growth) și LPE (Liquid Phase Epitaxy) de top la nivel mondial, special concepute pentru creșterea monocristalelor de SiC de înaltă calitate. Metoda TSSG permite creșterea lingourilor 4H/6H-SiC cu diametru mare de 4-8 inci prin controlul precis al gradientului de temperatură și al vitezei de ridicare a semințelor, în timp ce metoda LPE facilitează creșterea controlată a straturilor epitaxiale de SiC la temperaturi mai scăzute, fiind potrivită în special pentru straturi epitaxiale groase cu defecte ultra-scăzute. Acest sistem de creștere a lingourilor din carbură de siliciu în fază lichidă a fost aplicat cu succes în producția industrială a diferitelor cristale de SiC, inclusiv cele de tip 4H/6H-N și de tip izolator 4H/6H-SEMI, oferind soluții complete, de la echipamente la procese.

Trimiteți-ne un e-mail

Caracteristici

Principiul de funcționare

Principiul de bază al creșterii lingourilor de carbură de siliciu în fază lichidă implică dizolvarea materiilor prime SiC de înaltă puritate în metale topite (de exemplu, Si, Cr) la 1800-2100°C pentru a forma soluții saturate, urmată de creșterea direcționată controlată a monocristalelor de SiC pe cristalele de însămânțare prin reglarea precisă a gradientului de temperatură și a suprasaturației. Această tehnologie este potrivită în special pentru producerea de monocristale 4H/6H-SiC de înaltă puritate (>99,9995%) cu densitate scăzută a defectelor (<100/cm²), îndeplinind cerințele stricte privind substratul pentru electronica de putere și dispozitivele RF. Sistemul de creștere în fază lichidă permite un control precis al tipului de conductivitate a cristalului (tip N/P) și al rezistivității prin intermediul compoziției optimizate a soluției și al parametrilor de creștere.

Componente de bază

1. Sistem special de creuzet: Creuzet compozit grafit/tantal de înaltă puritate, rezistență la temperatură >2200°C, rezistent la coroziunea prin topire a SiC.

2. Sistem de încălzire multizonă: Încălzire combinată prin rezistență/inducție cu precizie de control al temperaturii de ±0,5°C (interval 1800-2100°C).

3. Sistem de mișcare de precizie: Control dublu în buclă închisă pentru rotația semințelor (0-50 rpm) și ridicarea acestora (0,1-10 mm/h).

4. Sistem de control al atmosferei: Protecție cu argon/azot de înaltă puritate, presiune de lucru reglabilă (0,1-1 atm).

5. Sistem inteligent de control: control redundant PLC + PC industrial cu monitorizare a interfeței de creștere în timp real.

6. Sistem eficient de răcire: Designul de răcire cu apă gradată asigură o funcționare stabilă pe termen lung.

Comparație TSSG vs. LPE

Caracteristici	Metoda TSSG	Metoda LPE
Temperatura de creștere	2000-2100°C	1500-1800°C
Rata de creștere	0,2-1 mm/h	5-50 μm/h
Dimensiunea cristalului	Lingouri de 4-8 inci	Epi-straturi de 50-500 μm
Aplicație principală	Pregătirea substratului	Epi-straturi pentru dispozitive de alimentare
Densitatea defectelor	<500/cm²	<100/cm²
Politipuri adecvate	4H/6H-SiC	4H/3C-SiC

Aplicații cheie

1. Electronică de putere: substraturi 4H-SiC de 6 inci pentru MOSFET-uri/diode de peste 1200 V.

2. Dispozitive RF 5G: Substraturi semiizolante din SiC pentru sisteme PA ale stațiilor de bază.

3. Aplicații pentru vehicule electrice: Straturi epidermoide ultra-groase (>200 μm) pentru module de calitate auto.

4. Invertoare fotovoltaice: Substraturi cu defecte reduse care permit o eficiență de conversie de >99%.

Avantaje principale

1. Superioritate tehnologică
1.1 Proiectare integrată multi-metodă
Acest sistem de creștere a lingourilor de SiC în fază lichidă combină în mod inovator tehnologiile de creștere a cristalelor TSSG și LPE. Sistemul TSSG utilizează creșterea în soluție cu semințe superioare, cu convecție precisă a topiturii și control al gradientului de temperatură (ΔT≤5℃/cm), permițând creșterea stabilă a lingourilor de SiC cu diametru mare de 4-8 inch, cu randamente de 15-20 kg pentru cristale 6H/4H-SiC într-o singură încercare. Sistemul LPE utilizează o compoziție optimizată a solventului (sistem de aliaje Si-Cr) și controlul suprasaturației (±1%) pentru a crește straturi epitaxiale groase de înaltă calitate, cu o densitate a defectelor <100/cm², la temperaturi relativ scăzute (1500-1800℃).

1.2 Sistem inteligent de control
Echipat cu control inteligent al creșterii de a patra generație, cu:
• Monitorizare multispectrală in situ (interval de lungimi de undă 400-2500 nm)
• Detectarea nivelului de topire bazată pe laser (precizie ±0,01 mm)
• Control în buclă închisă al diametrului bazat pe CCD (fluctuație <±1mm)
• Optimizare a parametrilor de creștere bazată pe inteligență artificială (economie de energie de 15%)

2. Avantajele performanței procesului
2.1 Punctele forte principale ale metodei TSSG
• Capacitate de dimensiuni mari: Suportă o creștere a cristalelor de până la 8 inci cu o uniformitate a diametrului de >99,5%
• Cristalinitate superioară: Densitate dislocații <500/cm², densitate microțevi <5/cm²
• Uniformitate a dopării: <8% variație a rezistivității de tip n (plachete de 4 inch)
• Rată de creștere optimizată: Reglabilă 0,3-1,2 mm/h, de 3-5 ori mai rapidă decât metodele în fază de vapori

2.2 Puncte forte ale metodei LPE
• Epitaxie de defecte ultra-scăzută: Densitatea stării de interfață <1×10¹¹cm⁻²·eV⁻¹
• Control precis al grosimii: epi-straturi de 50-500 μm cu variație a grosimii <±2%
• Eficiență la temperatură scăzută: cu 300-500 ℃ mai mică decât în procesele CVD
• Creștere structurală complexă: Suportă joncțiuni pn, superrețele etc.

3. Avantajele eficienței producției
3.1 Controlul costurilor
• 85% utilizare a materiei prime (față de 60% în condiții convenționale)
• Consum de energie cu 40% mai mic (comparativ cu HVPE)
• 90% timp de funcționare al echipamentului (designul modular minimizează timpul de nefuncționare)

3.2 Asigurarea calității
• Controlul procesului 6σ (CPK>1.67)
• Detectare online a defectelor (rezoluție 0,1 μm)
• Trasabilitate completă a datelor procesului (peste 2000 de parametri în timp real)

3.3 Scalabilitate
• Compatibil cu politipurile 4H/6H/3C
• Upgrade la module de proces de 12 inci
• Susține hetero-integrarea SiC/GaN

4. Avantajele aplicațiilor industriale
4.1 Dispozitive de alimentare
• Substraturi cu rezistivitate scăzută (0,015-0,025Ω·cm) pentru dispozitive de 1200-3300V
• Substraturi semiizolante (>10⁸Ω·cm) pentru aplicații RF

4.2 Tehnologii emergente
• Comunicare cuantică: Substraturi cu zgomot ultra-redus (zgomot 1/f <-120dB)
• Medii extreme: Cristale rezistente la radiații (degradare <5% după iradiere de 1×10¹⁶n/cm²)

Servicii XKH

1. Echipamente personalizate: Configurații de sistem TSSG/LPE personalizate.
2. Instruire în procese: Programe complete de instruire tehnică.
3. Asistență post-vânzare: răspuns tehnic și întreținere 24/7.
4. Soluții la cheie: Servicii complete, de la instalare până la validarea procesului.
5. Furnizare de materiale: Substraturi/plachete epi de SiC de 2-12 inch disponibile.

Avantajele cheie includ:
• Capacitate de creștere a cristalelor de până la 8 inci.
• Uniformitate a rezistivității <0,5%.
• Timp de funcționare al echipamentului >95%.
• Asistență tehnică 24/7.