Forno per la crescita di cristalli SiC da 4 pollici, 6 pollici e 8 pollici per il processo CVD

Breve descrizione:

Il sistema di deposizione chimica da vapore CVD (Cyclic Vapor Deposition) per la crescita di cristalli di SiC di XKH impiega una tecnologia di deposizione chimica da vapore leader a livello mondiale, specificamente progettata per la crescita di monocristalli di SiC di alta qualità. Grazie al controllo preciso dei parametri di processo, tra cui flusso di gas, temperatura e pressione, consente una crescita controllata di cristalli di SiC su substrati da 4 a 8 pollici. Questo sistema CVD può produrre vari tipi di cristalli di SiC, tra cui il tipo 4H/6H-N e il tipo isolante 4H/6H-SEMI, fornendo soluzioni complete, dalle apparecchiature ai processi. Il sistema supporta i requisiti di crescita per wafer da 2 a 12 pollici, rendendolo particolarmente adatto alla produzione in serie di dispositivi elettronici di potenza e RF.

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Caratteristiche

Principio di funzionamento

Il principio fondamentale del nostro sistema CVD prevede la decomposizione termica di gas precursori contenenti silicio (ad esempio, SiH4) e carbonio (ad esempio, C3H8) ad alte temperature (tipicamente 1500-2000 °C), depositando monocristalli di SiC su substrati attraverso reazioni chimiche in fase gassosa. Questa tecnologia è particolarmente adatta per la produzione di monocristalli di SiC 4H/6H ad elevata purezza (>99,9995%) con bassa densità di difetti (<1000/cm²), soddisfacendo i rigorosi requisiti dei materiali per l'elettronica di potenza e i dispositivi a radiofrequenza. Grazie al controllo preciso della composizione del gas, della portata e del gradiente di temperatura, il sistema consente una regolazione accurata del tipo di conduttività cristallina (tipo N/P) e della resistività.

Tipi di sistema e parametri tecnici

Tipo di sistema	Intervallo di temperatura	Caratteristiche principali	Applicazioni
CVD ad alta temperatura	1500-2300°C	Riscaldamento a induzione di grafite, uniformità di temperatura ±5°C	Crescita cristallina di SiC in massa
CVD a filamento caldo	800-1400°C	Riscaldamento del filamento di tungsteno, velocità di deposizione 10-50μm/h	Epitassia spessa di SiC
VPE CVD	1200-1800°C	Controllo della temperatura multizona, utilizzo del gas >80%	Produzione di massa di epi-wafer
PECVD	400-800°C	Velocità di deposizione migliorata al plasma da 1 a 10 μm/h	Film sottili di SiC a bassa temperatura

Caratteristiche tecniche chiave

1. Sistema avanzato di controllo della temperatura
Il forno è dotato di un sistema di riscaldamento resistivo multizona in grado di mantenere temperature fino a 2300 °C con un'uniformità di ±1 °C in tutta la camera di crescita. Questa gestione termica di precisione è ottenuta attraverso:
12 zone di riscaldamento controllate in modo indipendente.
Monitoraggio ridondante della termocoppia (tipo C W-Re).
Algoritmi di regolazione del profilo termico in tempo reale.
Pareti della camera raffreddate ad acqua per il controllo del gradiente termico.

2. Tecnologia di erogazione e miscelazione del gas
Il nostro sistema proprietario di distribuzione del gas garantisce una miscelazione ottimale dei precursori e una distribuzione uniforme:
Regolatori di portata di massa con precisione di ±0,05 sccm.
Collettore di iniezione gas multi-point.
Monitoraggio in situ della composizione del gas (spettroscopia FTIR).
Compensazione automatica del flusso durante i cicli di crescita.

3. Miglioramento della qualità dei cristalli
Il sistema incorpora diverse innovazioni per migliorare la qualità dei cristalli:
Supporto rotante per substrato (programmabile da 0 a 100 giri/min).
Tecnologia avanzata di controllo dello strato limite.
Sistema di monitoraggio dei difetti in situ (diffusione laser UV).
Compensazione automatica dello stress durante la crescita.

4. Automazione e controllo dei processi
Esecuzione delle ricette completamente automatizzata.
Ottimizzazione dei parametri di crescita in tempo reale tramite intelligenza artificiale.
Monitoraggio e diagnostica a distanza.
Registrazione di oltre 1000 dati parametrici (memorizzati per 5 anni).

5. Caratteristiche di sicurezza e affidabilità
Protezione tripla ridondante contro il surriscaldamento.
Sistema automatico di spurgo di emergenza.
Progettazione strutturale antisismica.
Garanzia di uptime del 98,5%.

6. Architettura scalabile
Il design modulare consente l'aggiornamento della capacità.
Compatibile con wafer da 100 mm a 200 mm.
Supporta sia configurazioni verticali che orizzontali.
Componenti a cambio rapido per la manutenzione.

7. Efficienza energetica
Consumo energetico inferiore del 30% rispetto ai sistemi comparabili.
Il sistema di recupero del calore cattura il 60% del calore di scarto.
Algoritmi ottimizzati per il consumo di gas.
Requisiti per strutture conformi allo standard LEED.

8. Versatilità dei materiali
Sviluppa tutti i principali politipi di SiC (4H, 6H, 3C).
Supporta sia le varianti conduttive che quelle semi-isolanti.
Adatto a vari schemi di drogaggio (tipo N, tipo P).
Compatibile con precursori alternativi (ad esempio, TMS, TES).

9. Prestazioni del sistema del vuoto
Pressione di base: <1×10⁻⁶ Torr
Tasso di perdita: <1×10⁻⁹ Torr·L/sec
Velocità di pompaggio: 5000 L/s (per SiH₄)

Controllo automatico della pressione durante i cicli di crescita
Questa completa specifica tecnica dimostra la capacità del nostro sistema di produrre cristalli di SiC di qualità per la ricerca e la produzione con uniformità e resa leader del settore. La combinazione di controllo di precisione, monitoraggio avanzato e progettazione robusta rende questo sistema CVD la scelta ottimale sia per applicazioni di ricerca e sviluppo che per la produzione su larga scala nell'elettronica di potenza, nei dispositivi RF e in altre applicazioni avanzate di semiconduttori.

Vantaggi principali

1. Crescita cristallina di alta qualità
• Densità dei difetti fino a <1000/cm² (4H-SiC)
• Uniformità del drogaggio <5% (wafer da 6 pollici)
• Purezza dei cristalli >99,9995%

2. Capacità di produzione su larga scala
• Supporta la crescita di wafer fino a 8 pollici
• Uniformità del diametro >99%
• Variazione di spessore <±2%

3. Controllo preciso del processo
• Precisione del controllo della temperatura ±1°C
• Precisione del controllo del flusso di gas ±0,1 sccm
• Precisione del controllo della pressione ±0,1Torr

4. Efficienza energetica
• Efficienza energetica superiore del 30% rispetto ai metodi convenzionali
• Tasso di crescita fino a 50-200μm/h
• Tempo di attività dell'attrezzatura >95%

Applicazioni chiave

1. Dispositivi elettronici di potenza
Substrati 4H-SiC da 6 pollici per MOSFET/diodi da 1200 V+, che riducono le perdite di commutazione del 50%.

2. Comunicazione 5G
Substrati SiC semi-isolanti (resistività >10⁸Ω·cm) per amplificatori di potenza per stazioni base, con perdita di inserzione <0,3 dB a >10 GHz.

3. Veicoli a nuova energia
I moduli di potenza SiC di livello automobilistico estendono l'autonomia dei veicoli elettrici del 5-8% e riducono i tempi di ricarica del 30%.

4. Inverter fotovoltaici
I substrati a basso contenuto di difetti aumentano l'efficienza di conversione di oltre il 99%, riducendo al contempo le dimensioni del sistema del 40%.

Servizi di XKH

1. Servizi di personalizzazione
Sistemi CVD personalizzati da 4-8 pollici.
Supporta la crescita del tipo 4H/6H-N, del tipo isolante 4H/6H-SEMI, ecc.

2. Supporto tecnico
Formazione completa sull'ottimizzazione del funzionamento e dei processi.
Risposta tecnica 24 ore su 24, 7 giorni su 7.

3. Soluzioni chiavi in mano
Servizi end-to-end dall'installazione alla convalida del processo.

4. Fornitura di materiale
Sono disponibili substrati/epi-wafer in SiC da 2-12 pollici.
Supporta i politipi 4H/6H/3C.

I principali fattori di differenziazione includono:
Capacità di crescita dei cristalli fino a 8 pollici.
Tasso di crescita più rapido del 20% rispetto alla media del settore.
Affidabilità del sistema del 98%.
Pacchetto completo di sistema di controllo intelligente.