Kiselkarbidresistens långkristallugnsodling av 6/8/12 tum SiC-götkristall PVT-metod

Kiselkarbidbeständig långkristallugnsodling 6/8/12 tum SiC-götkristall PVT-metod Utvald bild

Kort beskrivning:

Kiselkarbidresistanstillväxtugn (PVT-metoden, fysikalisk ångöverföringsmetod) är en viktig utrustning för tillväxt av kiselkarbid (SiC) enkristall genom högtemperatursublimerings-omkristallisationsprincipen. Tekniken använder resistansvärme (grafitvärmekropp) för att sublimera SiC-råmaterialet vid en hög temperatur på 2000~2500 ℃, och omkristallisera i lågtemperaturområdet (frökristall) för att bilda en högkvalitativ SiC-enkristall (4H/6H-SiC). PVT-metoden är den vanligaste processen för massproduktion av SiC-substrat på 6 tum och mindre, som används i stor utsträckning vid substratframställning av krafthalvledare (såsom MOSFET, SBD) och radiofrekvenskomponenter (GaN-on-SiC).

Skicka e-post till oss

Drag

Arbetsprincip:

1. Råmaterialpåfyllning: högrent SiC-pulver (eller -block) placerat i botten av grafitdegeln (högtemperaturzon).

2. Vakuum-/inert miljö: vakuumsug ugnskammaren (<10⁻³ mbar) eller släpp in inert gas (Ar).

3. Högtemperatursublimering: motståndsvärmning till 2000~2500℃, SiC-sönderdelning till Si, Si₂C, SiC₂ och andra gasfaskomponenter.

4. Gasfasöverföring: temperaturgradienten driver diffusionen av gasfasmaterialet till lågtemperaturområdet (fröänden).

5. Kristalltillväxt: Gasfasen omkristalliserar på ytan av ytkristallen och växer i en riktning längs C-axeln eller A-axeln.

Viktiga parametrar:

1. Temperaturgradient: 20~50 ℃/cm (kontroll av tillväxthastighet och defektdensitet).

2. Tryck: 1~100 mbar (lågt tryck för att minska inblandning av föroreningar).

3. Tillväxthastighet: 0,1~1 mm/h (påverkar kristallkvalitet och produktionseffektivitet).

Huvudfunktioner:

(1) Kristallkvalitet
Låg defektdensitet: mikrotubuli-densitet <1 cm⁻², dislokationsdensitet 10³~10⁴ cm⁻² (genom fröoptimering och processkontroll).

Polykristallin typkontroll: kan odla 4H-SiC (mainstream), 6H-SiC, 4H-SiC-andel >90% (behov av att noggrant kontrollera temperaturgradienten och gasfasens stökiometriska förhållande).

(2) Utrustningens prestanda
Hög temperaturstabilitet: grafitvärmekroppens temperatur >2500 ℃, ugnskroppen använder flerskiktsisoleringsdesign (t.ex. grafitfilt + vattenkyld mantel).

Uniformitetskontroll: Axiella/radiella temperaturfluktuationer på ±5 °C säkerställer kristalldiameterkonsistens (avvikelse på 15 cm substrattjocklek <5 %).

Automatiseringsgrad: Integrerat PLC-styrsystem, realtidsövervakning av temperatur, tryck och tillväxthastighet.

(3) Teknologiska fördelar
Hög materialutnyttjandegrad: råmaterialomvandlingsgrad >70 % (bättre än CVD-metoden).

Kompatibilitet med stora storlekar: massproduktion på 6 tum har uppnåtts, 8 tum är i utvecklingsstadiet.

(4) Energiförbrukning och kostnad
Energiförbrukningen för en enskild ugn är 300–800 kW·h, vilket motsvarar 40–60 % av produktionskostnaden för SiC-substrat.

Utrustningsinvesteringen är hög (1,5 miljoner per enhet), men substratkostnaden per enhet är lägre än med CVD-metoden.

Kärnapplikationer:

1. Kraftelektronik: SiC MOSFET-substrat för växelriktare för elfordon och solcellsväxelriktare.

2. Rf-enheter: 5G-basstation GaN-på-SiC epitaxiellt substrat (främst 4H-SiC).

3. Extrema miljöutrustningar: högtemperatur- och högtryckssensorer för flyg- och kärnkraftsutrustning.

Tekniska parametrar:

Specifikation	Detaljer
Mått (L × B × H)	2500 × 2400 × 3456 mm eller anpassa
Degelns diameter	900 mm
Ultimat vakuumtryck	6 × 10⁻⁴ Pa (efter 1,5 timmars vakuum)
Läckagehastighet	≤5 Pa/12h (utbakning)
Rotationsaxelns diameter	50 mm
Rotationshastighet	0,5–5 varv/min
Uppvärmningsmetod	Elektrisk motståndsvärme
Maximal ugnstemperatur	2500°C
Värmekraft	40 kW × 2 × 20 kW
Temperaturmätning	Tvåfärgad infraröd pyrometer
Temperaturintervall	900–3000°C
Temperaturnoggrannhet	±1°C
Tryckområde	1–700 mbar
Tryckregleringsnoggrannhet	1–10 mbar: ±0,5 % av trycket; 10–100 mbar: ±0,5 % av trycket; 100–700 mbar: ±0,5 % av trycket
Operationstyp	Bottenmatning, manuella/automatiska säkerhetsalternativ
Valfria funktioner	Dubbel temperaturmätning, flera värmezoner

XKH-tjänster:

XKH tillhandahåller hela processtjänsten för SiC PVT-ugnar, inklusive anpassning av utrustning (design av termiskt fält, automatisk styrning), processutveckling (kontroll av kristallform, defektoptimering), teknisk utbildning (drift och underhåll) och eftermarknadssupport (utbyte av grafitdelar, kalibrering av termiskt fält) för att hjälpa kunder att uppnå högkvalitativ massproduktion av sixpack-kristaller. Vi erbjuder även processuppgraderingstjänster för att kontinuerligt förbättra kristallutbytet och tillväxteffektiviteten, med en typisk ledtid på 3–6 månader.