Piec do wzrostu wlewków SiC do metod TSSG/LPE kryształów SiC o dużej średnicy

Krótki opis:

Piec XKH do wzrostu wlewków z węglika krzemu w fazie ciekłej wykorzystuje wiodące na świecie technologie TSSG (wzrost z top-seeded solution) i LPE (epitaksja w fazie ciekłej), opracowane specjalnie do wysokiej jakości wzrostu monokryształów SiC. Metoda TSSG umożliwia wzrost wlewków 4H/6H-SiC o dużej średnicy od 10 do 20 cm (4-8 cali) dzięki precyzyjnemu gradientowi temperatury i kontroli prędkości podnoszenia zarodka, podczas gdy metoda LPE ułatwia kontrolowany wzrost warstw epitaksjalnych SiC w niższych temperaturach, co jest szczególnie przydatne w przypadku grubych warstw epitaksjalnych o bardzo niskiej zawartości defektów. Ten system wzrostu wlewków z węglika krzemu w fazie ciekłej został z powodzeniem zastosowany w przemysłowej produkcji różnych kryształów SiC, w tym typu 4H/6H-N i izolacyjnego typu 4H/6H-SEMI, zapewniając kompletne rozwiązania, od urządzeń po procesy.


Cechy

Zasada działania

Podstawowa zasada wzrostu wlewków węglika krzemu w fazie ciekłej polega na rozpuszczaniu surowców SiC o wysokiej czystości w stopionych metalach (np. Si, Cr) w temperaturze 1800-2100°C w celu utworzenia roztworów nasyconych, a następnie kontrolowanym, kierunkowym wzroście monokryształów SiC na kryształach zaszczepiających poprzez precyzyjną regulację gradientu temperatury i przesycenia. Technologia ta jest szczególnie odpowiednia do produkcji monokryształów 4H/6H-SiC o wysokiej czystości (>99,9995%) i niskiej gęstości defektów (<100/cm²), spełniających rygorystyczne wymagania dotyczące podłoży dla elektroniki mocy i urządzeń RF. System wzrostu w fazie ciekłej umożliwia precyzyjną kontrolę typu przewodnictwa (typ N/P) i rezystywności kryształu poprzez zoptymalizowany skład roztworu i parametry wzrostu.

Główne komponenty

1. Specjalny system tyglowy: tygiel z kompozytu grafitu i tantalu o wysokiej czystości, odporność na temperaturę >2200°C, odporny na korozję powodowaną przez stopiony SiC.

2. Wielostrefowy system grzewczy: Połączone ogrzewanie oporowe/indukcyjne z dokładnością kontroli temperatury ±0,5°C (zakres 1800–2100°C).

3. Precyzyjny system ruchu: Podwójna kontrola pętli zamkniętej do obracania nasion (0-50 obr./min) i podnoszenia (0,1-10 mm/h).

4. System kontroli atmosfery: ochrona argonem/azotem o wysokiej czystości, regulowane ciśnienie robocze (0,1-1 atm).

5. Inteligentny system sterowania: redundantne sterowanie PLC + przemysłowy komputer PC z monitorowaniem interfejsu wzrostu w czasie rzeczywistym.

6. Wydajny system chłodzenia: Stopniowana konstrukcja chłodzenia wodnego gwarantuje długoterminową, stabilną pracę.

Porównanie TSSG i LPE

Charakterystyka Metoda TSSG Metoda LPE
Temperatura wzrostu 2000-2100°C 1500-1800°C
Tempo wzrostu 0,2-1 mm/godz. 5-50μm/godz.
Rozmiar kryształu Sztabki 4-8 cali Warstwy epitaksjalne o grubości 50-500μm
Główna aplikacja Przygotowanie podłoża Warstwy epitaksjalne urządzeń zasilających
Gęstość defektów <500/cm² <100/cm²
Odpowiednie typy poli 4H/6H-SiC 4H/3C-SiC

Kluczowe aplikacje

1. Elektronika mocy: 6-calowe podłoża 4H-SiC dla tranzystorów MOSFET/diod o napięciu 1200 V+.

2. Urządzenia RF 5G: Półizolacyjne podłoża SiC dla PA stacji bazowych.

3. Zastosowania pojazdów elektrycznych: ultra-grube (>200 μm) warstwy epitaksjalne do modułów klasy motoryzacyjnej.

4. Falowniki fotowoltaiczne: podłoża o niskiej liczbie defektów umożliwiające wydajność konwersji >99%.

Główne zalety

1. Przewaga technologiczna
1.1 Zintegrowane projektowanie wielometodowe
Ten system wzrostu wlewków SiC w fazie ciekłej innowacyjnie łączy technologie wzrostu kryształów TSSG i LPE. System TSSG wykorzystuje wzrost w roztworze z zarodkami wierzchołkowymi z precyzyjną konwekcją stopu i kontrolą gradientu temperatury (ΔT≤5℃/cm), umożliwiając stabilny wzrost wlewków SiC o dużej średnicy 4-8 cali z wydajnością pojedynczego cyklu 15-20 kg dla kryształów 6H/4H-SiC. System LPE wykorzystuje zoptymalizowany skład rozpuszczalnika (system stopu Si-Cr) i kontrolę przesycenia (±1%) w celu wzrostu wysokiej jakości grubych warstw epitaksjalnych o gęstości defektów <100/cm² w stosunkowo niskich temperaturach (1500-1800℃).

1.2 Inteligentny system sterowania
Wyposażony w inteligentną kontrolę wzrostu czwartej generacji obejmującą:
• Wielospektralny monitoring in-situ (zakres długości fal 400-2500 nm)
• Wykrywanie poziomu stopu za pomocą lasera (dokładność ±0,01 mm)
• Sterowanie pętlą zamkniętą średnicy na bazie CCD (wahania <±1 mm)
• Optymalizacja parametrów wzrostu wspomagana przez sztuczną inteligencję (15% oszczędności energii)

2. Zalety wydajności procesu
2.1 Mocne strony metody TSSG
• Możliwość pracy w dużych rozmiarach: obsługuje wzrost kryształów do 8 cali przy jednorodności średnicy >99,5%
• Wyższa krystaliczność: gęstość dyslokacji <500/cm², gęstość mikrorurek <5/cm²
• Jednorodność domieszkowania: <8% odchylenia rezystywności typu n (wafle 4-calowe)
• Zoptymalizowana szybkość wzrostu: regulowana w zakresie 0,3–1,2 mm/h, 3–5 razy szybsza niż w przypadku metod fazy parowej

2.2 Mocne strony metody LPE
• Epitaksja o bardzo niskim poziomie defektów: gęstość stanu międzyfazowego <1×10¹¹cm⁻²·eV⁻¹
• Precyzyjna kontrola grubości: warstwy epitaksjalne o grubości 50–500 μm i zmienności grubości <±2%
• Wydajność w niskich temperaturach: o 300–500°C niższa niż w procesach CVD
• Wzrost złożonej struktury: wspiera złącza pn, supersieci itp.

3. Korzyści w zakresie wydajności produkcji
3.1 Kontrola kosztów
• 85% wykorzystania surowców (w porównaniu z 60% w przypadku metod konwencjonalnych)
• O 40% niższe zużycie energii (w porównaniu do HVPE)
• 90% czasu sprawności sprzętu (modułowa konstrukcja minimalizuje przestoje)

3.2 Zapewnienie jakości
• Kontrola procesu 6σ (CPK>1,67)
• Wykrywanie defektów online (rozdzielczość 0,1 μm)
• Możliwość śledzenia danych całego procesu (ponad 2000 parametrów w czasie rzeczywistym)

3.3 Skalowalność
• Kompatybilny z politypami 4H/6H/3C
• Możliwość rozbudowy do modułów procesowych 12-calowych
• Obsługuje heterointegrację SiC/GaN

4. Zalety zastosowań przemysłowych
4.1 Urządzenia zasilające
• Podłoża o niskiej rezystancji (0,015-0,025Ω·cm) dla urządzeń 1200-3300 V
• Podłoża półizolacyjne (>10⁸Ω·cm) do zastosowań RF

4.2 Nowe technologie
• Komunikacja kwantowa: podłoża o bardzo niskim poziomie szumów (szum 1/f <-120 dB)
• Środowiska ekstremalne: kryształy odporne na promieniowanie (<5% degradacji po napromieniowaniu 1×10¹⁶n/cm²)

Usługi XKH

1. Sprzęt dostosowany do potrzeb: konfiguracje systemów TSSG/LPE dostosowane do potrzeb.
2. Szkolenia procesowe: kompleksowe programy szkoleń technicznych.
3. Wsparcie posprzedażowe: całodobowa reakcja techniczna i konserwacja.
4. Rozwiązania pod klucz: kompleksowa obsługa od instalacji po walidację procesu.
5. Dostawa materiałów: Dostępne są podłoża SiC/wafle epi-waflowe o średnicy 2–12 cali.

Główne zalety obejmują:
• Możliwość wzrostu kryształów do 8 cali.
• Jednorodność rezystancji <0,5%.
• Czas sprawności sprzętu >95%.
• Całodobowe wsparcie techniczne.

Piec do wzrostu wlewków SiC 2
Piec do wzrostu wlewków SiC 3
Piec do wzrostu wlewków SiC 5

  • Poprzedni:
  • Następny:

  • Napisz tutaj swoją wiadomość i wyślij ją do nas