Forn de cristall llarg de resistència al carbur de silici que creix mètode PVT de cristall de lingot de SiC de 6/8/12 polzades

Forn de cristall llarg de resistència de carbur de silici que creix amb el mètode PVT de cristall de lingot de SiC de 6/8/12 polzades Imatge destacada

Descripció breu:

El forn de creixement per resistència de carbur de silici (mètode PVT, mètode de transferència física de vapor) és un equip clau per al creixement de monocristalls de carbur de silici (SiC) mitjançant el principi de sublimació-recristal·lització a alta temperatura. La tecnologia utilitza l'escalfament per resistència (cos de calefacció de grafit) per sublimar la matèria primera de SiC a una temperatura alta de 2000~2500 ℃, i recristal·litzar a la regió de baixa temperatura (cristall llavor) per formar un monocristall de SiC d'alta qualitat (4H/6H-SiC). El mètode PVT és el procés principal per a la producció en massa de substrats de SiC de 6 polzades i menys, que s'utilitza àmpliament en la preparació de substrats de semiconductors de potència (com ara MOSFET, SBD) i dispositius de radiofreqüència (GaN-sobre-SiC).

Envia'ns un correu electrònic

Característiques

Principi de funcionament:

1. Càrrega de matèria primera: pols (o bloc) de SiC d'alta puresa col·locat a la part inferior del gresol de grafit (zona d'alta temperatura).

2. Buit/ambient inert: buidar la cambra del forn (<10⁻³ mbar) o deixar passar gas inert (Ar).

3. Sublimació d'alta temperatura: escalfament per resistència a 2000 ~ 2500 ℃, descomposició de SiC en Si, Si₂C, SiC₂ i altres components en fase gasosa.

4. Transmissió en fase gasosa: el gradient de temperatura impulsa la difusió del material en fase gasosa cap a la regió de baixa temperatura (extrem de la llavor).

5. Creixement cristal·lí: la fase gasosa es recristal·litza a la superfície del cristall llavor i creix en una direcció direccional al llarg de l'eix C o de l'eix A.

Paràmetres clau:

1. Gradient de temperatura: 20~50℃/cm (control de la taxa de creixement i la densitat de defectes).

2. Pressió: 1~100 mbar (baixa pressió per reduir la incorporació d'impureses).

3. Taxa de creixement: 0,1 ~ 1 mm/h (que afecta la qualitat del cristall i l'eficiència de la producció).

Característiques principals:

(1) Qualitat del cristall
Baixa densitat de defectes: densitat de microtúbuls <1 cm⁻², densitat de dislocacions 10³~10⁴ cm⁻² (mitjançant l'optimització de llavors i el control del procés).

Control de tipus policristal·lí: pot créixer 4H-SiC (corrent principal), 6H-SiC, proporció de 4H-SiC >90% (cal controlar amb precisió el gradient de temperatura i la relació estequiomètrica de la fase gasosa).

(2) Rendiment de l'equip
Estabilitat a alta temperatura: temperatura del cos de calefacció de grafit > 2500 ℃, el cos del forn adopta un disseny d'aïllament multicapa (com ara feltre de grafit + jaqueta refrigerada per aigua).

Control d'uniformitat: les fluctuacions de temperatura axials/radials de ±5 °C garanteixen la consistència del diàmetre del cristall (desviació del gruix del substrat de 6 polzades <5%).

Grau d'automatització: sistema de control PLC integrat, monitorització en temps real de la temperatura, la pressió i la taxa de creixement.

(3) Avantatges tecnològics
Alta utilització de materials: taxa de conversió de matèries primeres >70% (millor que el mètode CVD).

Compatibilitat de grans dimensions: s'ha aconseguit la producció en massa de 6 polzades, la de 8 polzades està en fase de desenvolupament.

(4) Consum i cost d'energia
El consum d'energia d'un sol forn és de 300~800 kW·h, cosa que representa el 40%~60% del cost de producció del substrat de SiC.

La inversió en equip és elevada (1,5 milions a 3 milions per unitat), però el cost del substrat unitari és inferior al mètode CVD.

Aplicacions principals:

1. Electrònica de potència: substrat MOSFET de SiC per a inversor de vehicles elèctrics i inversor fotovoltaic.

2. Dispositius de radiofreqüència: substrat epitaxial de GaN sobre SiC d'estació base 5G (principalment 4H-SiC).

3. Dispositius per a ambients extrems: sensors d'alta temperatura i alta pressió per a equips aeroespacials i d'energia nuclear.

Paràmetres tècnics:

Especificació	Detalls
Dimensions (L × A × A)	2500 × 2400 × 3456 mm o personalitzar
Diàmetre del gresol	900 mm
Pressió màxima de buit	6 × 10⁻⁴ Pa (després d'1,5 h de buit)
Taxa de fuites	≤5 Pa/12h (descobert)
Diàmetre de l'eix de rotació	50 mm
Velocitat de rotació	0,5–5 rpm
Mètode d'escalfament	Escalfament per resistència elèctrica
Temperatura màxima del forn	2500 °C
Potència de calefacció	40 kW × 2 × 20 kW
Mesura de la temperatura	Piròmetre infraroig de dos colors
Rang de temperatura	900–3000 °C
Precisió de la temperatura	±1 °C
Rang de pressió	1–700 mbar
Precisió del control de pressió	1–10 mbar: ±0,5% FS; 10–100 mbar: ±0,5% FS; 100–700 mbar: ±0,5% FS
Tipus d'operació	Càrrega inferior, opcions de seguretat manuals/automàtiques
Característiques opcionals	Mesura de temperatura dual, múltiples zones de calefacció

Serveis XKH:

XKH ofereix tot el servei de procés del forn PVT de SiC, incloent-hi la personalització de l'equip (disseny del camp tèrmic, control automàtic), el desenvolupament del procés (control de la forma del cristall, optimització de defectes), la formació tècnica (operació i manteniment) i el suport postvenda (substitució de peces de grafit, calibratge del camp tèrmic) per ajudar els clients a aconseguir una producció en massa de cristalls de sic d'alta qualitat. També oferim serveis d'actualització de processos per millorar contínuament el rendiment i l'eficiència del creixement del cristall, amb un termini de lliurament típic de 3 a 6 mesos.