Forn de creixement de lingots de SiC per a mètodes TSSG/LPE de cristalls de SiC de gran diàmetre

Descripció breu:

El forn de creixement de lingots de carbur de silici en fase líquida d'XKH utilitza tecnologies TSSG (Top-Seeded Solution Growth) i LPE (Liquid Phase Epitaxy) líders mundials, dissenyades específicament per al creixement de monocristalls de SiC d'alta qualitat. El mètode TSSG permet el creixement de lingots 4H/6H-SiC de gran diàmetre de 4 a 8 polzades mitjançant un control precís del gradient de temperatura i la velocitat d'elevació de les llavors, mentre que el mètode LPE facilita el creixement controlat de capes epitaxials de SiC a temperatures més baixes, especialment adequat per a capes epitaxials gruixudes amb defectes ultra baixos. Aquest sistema de creixement de lingots de carbur de silici en fase líquida s'ha aplicat amb èxit en la producció industrial de diversos cristalls de SiC, inclosos els tipus 4H/6H-N i els tipus aïllants 4H/6H-SEMI, proporcionant solucions completes des dels equips fins als processos.

Envia'ns un correu electrònic

Característiques

Principi de funcionament

El principi bàsic del creixement de lingots de carbur de silici en fase líquida implica la dissolució de matèries primeres de SiC d'alta puresa en metalls fosos (per exemple, Si, Cr) a 1800-2100 °C per formar solucions saturades, seguit d'un creixement direccional controlat de monocristalls de SiC sobre cristalls de sembra mitjançant una regulació precisa del gradient de temperatura i la sobresaturació. Aquesta tecnologia és particularment adequada per produir monocristalls de 4H/6H-SiC d'alta puresa (>99,9995%) amb baixa densitat de defectes (<100/cm²), complint els requisits estrictes de substrat per a electrònica de potència i dispositius de radiofreqüència. El sistema de creixement en fase líquida permet un control precís del tipus de conductivitat del cristall (tipus N/P) i la resistivitat mitjançant una composició de la solució i paràmetres de creixement optimitzats.

Components bàsics

1. Sistema especial de gresol: gresol compost de grafit/tàntal d'alta puresa, resistència a la temperatura >2200°C, resistent a la corrosió per fusió de SiC.

2. Sistema de calefacció multizona: calefacció combinada per resistència/inducció amb una precisió de control de temperatura de ±0,5 °C (rang de 1800-2100 °C).

3. Sistema de moviment de precisió: control de doble circuit tancat per a la rotació de les llavors (0-50 rpm) i l'elevació (0,1-10 mm/h).

4. Sistema de control d'atmosfera: protecció d'argó/nitrogen d'alta puresa, pressió de treball ajustable (0,1-1 atm).

5. Sistema de control intel·ligent: control redundant de PLC + PC industrial amb monitorització de la interfície de creixement en temps real.

6. Sistema de refrigeració eficient: el disseny de refrigeració per aigua gradual garanteix un funcionament estable a llarg termini.

Comparació de TSSG i LPE

Característiques	Mètode TSSG	Mètode LPE
Temperatura de creixement	2000-2100 °C	1500-1800 °C
Taxa de creixement	0,2-1 mm/h	5-50 μm/h
Mida del cristall	Lingots de 4-8 polzades	Epicapes de 50-500 μm
Aplicació principal	Preparació del substrat	Epicapes de dispositius d'alimentació
Densitat de defectes	<500/cm²	<100/cm²
Politips adequats	4H/6H-SiC	4H/3C-SiC

Aplicacions clau

1. Electrònica de potència: substrats 4H-SiC de 6 polzades per a MOSFET/díodes de més de 1200 V.

2. Dispositius RF 5G: Substrats de SiC semiaïllants per a sistemes PA d'estacions base.

3. Aplicacions de vehicles elèctrics: capes epiglucèmiques ultragruixudes (>200 μm) per a mòduls de grau automotriu.

4. Inversors fotovoltaics: substrats de baix defecte que permeten una eficiència de conversió superior al 99%.

Avantatges principals

1. Superioritat tecnològica
1.1 Disseny multimètode integrat
Aquest sistema de creixement de lingots de SiC en fase líquida combina de manera innovadora les tecnologies de creixement de cristalls TSSG i LPE. El sistema TSSG utilitza el creixement en solució de sembra superior amb convecció precisa de la fosa i control del gradient de temperatura (ΔT≤5℃/cm), cosa que permet un creixement estable de lingots de SiC de gran diàmetre de 4-8 polzades amb rendiments en una sola tirada de 15-20 kg per a cristalls 6H/4H-SiC. El sistema LPE utilitza una composició de dissolvent optimitzada (sistema d'aliatge Si-Cr) i un control de sobresaturació (±1%) per fer créixer capes epitaxials gruixudes d'alta qualitat amb una densitat de defectes <100/cm² a temperatures relativament baixes (1500-1800℃).

1.2 Sistema de control intel·ligent
Equipat amb control de creixement intel·ligent de 4a generació que inclou:
• Monitorització multiespectral in situ (rang de longitud d'ona de 400-2500 nm)
• Detecció del nivell de fusió basada en làser (precisió de ±0,01 mm)
• Control de bucle tancat de diàmetre basat en CCD (fluctuació <±1 mm)
• Optimització dels paràmetres de creixement amb tecnologia d'IA (15% d'estalvi d'energia)

2. Avantatges del rendiment del procés
2.1 Punts forts del mètode TSSG
• Capacitat de gran mida: Admet un creixement de cristalls de fins a 8 polzades amb una uniformitat de diàmetre superior al 99,5 %
• Cristal·linitat superior: densitat de dislocacions <500/cm², densitat de microtubs <5/cm²
• Uniformitat del dopatge: <8% de variació de resistivitat de tipus n (oblies de 4 polzades)
• Taxa de creixement optimitzada: ajustable de 0,3 a 1,2 mm/h, de 3 a 5 vegades més ràpida que els mètodes en fase de vapor

2.2 Punts forts del mètode LPE
• Epitaxia de defectes ultrabaixa: densitat d'estat d'interfície <1×10¹¹cm⁻²·eV⁻¹
• Control precís del gruix: epicapes de 50-500 μm amb una variació del gruix <±2%
• Eficiència a baixa temperatura: 300-500 ℃ inferior a la dels processos CVD
• Creixement d'estructures complexes: Admet unions pn, superreixes, etc.

3. Avantatges de l'eficiència de la producció
3.1 Control de costos
• 85% d'aprofitament de matèries primeres (enfront del 60% convencional)
• Consum d'energia un 40% inferior (en comparació amb l'HVPE)
• 90% de temps de funcionament de l'equip (el disseny modular minimitza el temps d'inactivitat)

3.2 Garantia de qualitat
• Control de procés de 6σ (CPK>1.67)
• Detecció de defectes en línia (resolució de 0,1 μm)
• Traçabilitat de dades de tot el procés (més de 2000 paràmetres en temps real)

3.3 Escalabilitat
• Compatible amb politips 4H/6H/3C
• Actualitzable a mòduls de procés de 12 polzades
• Admet l'heterointegració de SiC/GaN

4. Avantatges de l'aplicació industrial
4.1 Dispositius d'alimentació
• Substrats de baixa resistivitat (0,015-0,025 Ω·cm) per a dispositius de 1200-3300 V
• Substrats semiaïllants (>10⁸Ω·cm) per a aplicacions de RF

4.2 Tecnologies emergents
• Comunicació quàntica: substrats de soroll ultrabaix (soroll 1/f <-120 dB)
• Ambients extrems: cristalls resistents a la radiació (degradació <5% després d'irradiació d'1×10¹⁶n/cm²)

Serveis XKH

1. Equipament personalitzat: Configuracions del sistema TSSG/LPE a mida.
2. Formació en processos: Programes integrals de formació tècnica.
3. Assistència postvenda: resposta tècnica i manteniment 24 hores al dia, 7 dies a la setmana.
4. Solucions clau en mà: servei complet des de la instal·lació fins a la validació del procés.
5. Subministrament de material: Substrats/oblies epic de SiC de 2 a 12 polzades disponibles.

Els principals avantatges inclouen:
• Capacitat de creixement de cristalls de fins a 8 polzades.
• Uniformitat de resistivitat <0,5%.
• Temps de funcionament de l'equip >95%.
• Assistència tècnica 24 hores al dia, 7 dies a la setmana.