Metoda PVT pentru lingouri de SiC de 6/8/12 inch cu cristale lungi în cuptor cu rezistență la carbură de siliciu

Scurtă descriere:

Cuptorul de creștere prin rezistență cu carbură de siliciu (metoda PVT, metoda de transfer fizic de vapori) este un echipament cheie pentru creșterea monocristalului de carbură de siliciu (SiC) prin principiul sublimării-recristalizării la temperatură înaltă. Tehnologia utilizează încălzirea prin rezistență (corp de încălzire din grafit) pentru a sublima materia primă SiC la o temperatură ridicată de 2000~2500℃ și a o recristaliza în regiunea temperaturii scăzute (cristal de însămânțare) pentru a forma un monocristal SiC de înaltă calitate (4H/6H-SiC). Metoda PVT este procesul principal pentru producția în masă a substraturilor SiC de 6 inci și mai mici, fiind utilizată pe scară largă în prepararea substratului semiconductorilor de putere (cum ar fi MOSFET-uri, SBD) și a dispozitivelor de radiofrecvență (GaN-on-SiC).

Trimiteți-ne un e-mail

Caracteristici

Principiul de funcționare:

1. Încărcarea materiei prime: pulbere (sau bloc) de SiC de înaltă puritate plasată pe fundul creuzetului de grafit (zona de temperatură înaltă).

2. Vid/mediu inert: vidați camera cuptorului (<10⁻³ mbar) sau treceți gaz inert (Ar).

3. Sublimare la temperatură înaltă: încălzire prin rezistență la 2000~2500℃, descompunere SiC în Si, Si₂C, SiC₂ și alte componente în fază gazoasă.

4. Transmisia în fază gazoasă: gradientul de temperatură determină difuzia materialului în fază gazoasă către regiunea de temperatură scăzută (capătul de însămânțare).

5. Creșterea cristalului: Faza gazoasă se recristalizează pe suprafața cristalului de însămânțare și crește într-o direcție de-a lungul axei C sau axei A.

Parametri cheie:

1. Gradient de temperatură: 20~50℃/cm (controlează rata de creștere și densitatea defectelor).

2. Presiune: 1~100 mbar (presiune scăzută pentru a reduce încorporarea impurităților).

3. Rata de creștere: 0,1~1 mm/h (afectează calitatea cristalului și eficiența producției).

Caracteristici principale:

(1) Calitatea cristalului
Densitate scăzută a defectelor: densitatea microtubulilor <1 cm⁻², densitatea dislocațiilor 10³~10⁴ cm⁻² (prin optimizarea semințelor și controlul procesului).

Control de tip policristalin: poate crește 4H-SiC (principal), 6H-SiC, proporție de 4H-SiC >90% (necesar controlul precis al gradientului de temperatură și al raportului stoichiometric al fazei gazoase).

(2) Performanța echipamentului
Stabilitate la temperatură ridicată: temperatura corpului de încălzire din grafit >2500 ℃, corpul cuptorului adoptă un design de izolație multistrat (cum ar fi pâslă de grafit + manta răcită cu apă).

Controlul uniformității: Fluctuațiile axiale/radiale de temperatură de ±5 °C asigură consistența diametrului cristalului (abaterea grosimii substratului de 6 inci <5%).

Grad de automatizare: Sistem de control PLC integrat, monitorizare în timp real a temperaturii, presiunii și ratei de creștere.

(3) Avantaje tehnologice
Utilizare ridicată a materialelor: rată de conversie a materiei prime >70% (mai bună decât metoda CVD).

Compatibilitate cu dimensiuni mari: producția de masă de 6 inch a fost realizată, iar cea de 8 inch este în stadiul de dezvoltare.

(4) Consumul și costul energiei
Consumul de energie al unui singur cuptor este de 300~800 kW·h, reprezentând 40%~60% din costul de producție al substratului de SiC.

Investiția în echipament este mare (1,5 milioane - 3 milioane per unitate), dar costul unitar al substratului este mai mic decât în cazul metodei CVD.

Aplicații principale:

1. Electronică de putere: substrat MOSFET SiC pentru invertor de vehicule electrice și invertor fotovoltaic.

2. Dispozitive Rf: substrat epitaxial GaN-on-SiC pentru stații de bază 5G (în principal 4H-SiC).

3. Dispozitive pentru medii extreme: senzori de temperatură înaltă și presiune înaltă pentru echipamente aerospațiale și de energie nucleară.

Parametri tehnici:

Specificații	Detalii
Dimensiuni (L × l × Î)	2500 × 2400 × 3456 mm sau personalizabil
Diametrul creuzetului	900 mm
Presiune maximă de vid	6 × 10⁻⁴ Pa (după 1,5 ore de vid)
Rata de scurgere	≤5 Pa/12h (coacere)
Diametrul arborelui de rotație	50 mm
Viteza de rotație	0,5–5 rpm
Metoda de încălzire	Încălzire prin rezistență electrică
Temperatura maximă a cuptorului	2500°C
Putere de încălzire	40 kW × 2 × 20 kW
Măsurarea temperaturii	Pirometru infraroșu cu două culori
Interval de temperatură	900–3000°C
Precizia temperaturii	±1°C
Interval de presiune	1–700 mbar
Precizia controlului presiunii	1–10 mbar: ±0,5% din valoarea maximă; 10–100 mbar: ±0,5% din valoarea maximă; 100–700 mbar: ±0,5% din valoarea maximă (FS)
Tipul operațiunii	Încărcare de jos, opțiuni de siguranță manuale/automate
Caracteristici opționale	Măsurare dublă a temperaturii, zone multiple de încălzire

Servicii XKH:

XKH oferă servicii complete pentru procesele de cuptor PVT SiC, inclusiv personalizarea echipamentelor (proiectarea câmpului termic, control automat), dezvoltarea procesului (controlul formei cristalului, optimizarea defectelor), instruire tehnică (operare și întreținere) și asistență post-vânzare (înlocuirea pieselor din grafit, calibrarea câmpului termic) pentru a ajuta clienții să obțină o producție în masă de cristale sic de înaltă calitate. De asemenea, oferim servicii de modernizare a procesului pentru a îmbunătăți continuu randamentul cristalelor și eficiența creșterii, cu un timp de livrare tipic de 3-6 luni.