Metodo CVD per la produzione di materie prime SiC ad alta purezza in forno di sintesi di carburo di silicio a 1600°C

Metodo CVD per la produzione di materie prime SiC ad alta purezza in un forno di sintesi di carburo di silicio a 1600°C Immagine in evidenza

Breve descrizione:

Un forno di sintesi (CVD) del carburo di silicio (SiC). Utilizza una tecnologia di deposizione chimica da vapore (CVD) per ₄ sorgenti di silicio gassoso (ad esempio SiH₄, SiCl₄) in un ambiente ad alta temperatura in cui reagiscono con sorgenti di carbonio (ad esempio C₃H₈, CH₄). Un dispositivo chiave per la crescita di cristalli di carburo di silicio ad alta purezza su un substrato (grafite o semi di SiC). La tecnologia è utilizzata principalmente per la preparazione di substrati monocristallini di SiC (4H/6H-SiC), che rappresentano l'apparecchiatura di processo principale per la produzione di semiconduttori di potenza (come MOSFET, SBD).

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Principio di funzionamento:

1. Fornitura del precursore. I gas di origine silicio (ad esempio SiH₄) e carbonio (ad esempio C₃H₈) vengono miscelati in proporzione e immessi nella camera di reazione.

2. Decomposizione ad alta temperatura: ad una temperatura elevata di 1500~2300℃, la decomposizione del gas genera atomi attivi di Si e C.

3. Reazione superficiale: gli atomi di Si e C vengono depositati sulla superficie del substrato per formare uno strato di cristallo di SiC.

4. Crescita dei cristalli: attraverso il controllo del gradiente di temperatura, del flusso del gas e della pressione, per ottenere una crescita direzionale lungo l'asse c o l'asse a.

Parametri chiave:

· Temperatura: 1600~2200℃ (>2000℃ per 4H-SiC)

· Pressione: 50~200mbar (bassa pressione per ridurre la nucleazione del gas)

· Rapporto gas: Si/C≈1,0~1,2 (per evitare difetti di arricchimento di Si o C)

Caratteristiche principali:

(1) Qualità cristallina
Bassa densità di difetti: densità dei microtubuli < 0,5 cm ⁻², densità di dislocazione <10⁴ cm⁻².

Controllo di tipo policristallino: può sviluppare 4H-SiC (mainstream), 6H-SiC, 3C-SiC e altri tipi di cristalli.

(2) Prestazioni dell'attrezzatura
Stabilità alle alte temperature: riscaldamento a induzione della grafite o riscaldamento a resistenza, temperatura >2300℃.

Controllo dell'uniformità: fluttuazione della temperatura ±5℃, velocità di crescita 10~50μm/h.

Sistema del gas: misuratore di portata massica ad alta precisione (MFC), purezza del gas ≥99,999%.

(3) Vantaggi tecnologici
Elevata purezza: concentrazione di impurità di fondo <10¹⁶ cm⁻³ (N, B, ecc.).

Grandi dimensioni: supporta la crescita del substrato SiC da 6"/8".

(4) Consumo e costo dell'energia
Elevato consumo energetico (200~500kW·h per forno), che rappresenta il 30%~50% del costo di produzione del substrato SiC.

Applicazioni principali:

1. Substrato semiconduttore di potenza: MOSFET SiC per la produzione di veicoli elettrici e inverter fotovoltaici.

2. Dispositivo Rf: substrato epitassiale GaN-on-SiC della stazione base 5G.

3. Dispositivi per ambienti estremi: sensori ad alta temperatura per centrali aerospaziali e nucleari.

Specifiche tecniche:

Specificazione	Dettagli
Dimensioni (L × P × A)	4000 x 3400 x 4300 mm o personalizza
Diametro della camera del forno	1100mm
Capacità di carico	50 kg
Il grado di vuoto limite	10-2Pa (2 ore dopo l'avvio della pompa molecolare)
Tasso di aumento della pressione della camera	≤10Pa/h (dopo calcinazione)
Corsa di sollevamento del coperchio inferiore del forno	1500mm
Metodo di riscaldamento	Riscaldamento a induzione
La temperatura massima nel forno	2400°C
Fornitura di energia per il riscaldamento	2X40kW
Misurazione della temperatura	Misurazione della temperatura a infrarossi a due colori
Intervallo di temperatura	900~3000℃
Precisione del controllo della temperatura	±1°C
Intervallo di pressione di controllo	1~700mbar
Precisione del controllo della pressione	1~5mbar ±0,1mbar; 5~100mbar ±0,2mbar; 100~700mbar ±0,5mbar
Metodo di caricamento	Carico inferiore;
Configurazione opzionale	Doppio punto di misurazione della temperatura, scarico carrello elevatore.

Servizi XKH:

XKH fornisce servizi a ciclo completo per forni CVD in carburo di silicio, tra cui la personalizzazione delle apparecchiature (progettazione delle zone di temperatura, configurazione del sistema di gas), lo sviluppo di processo (controllo dei cristalli, ottimizzazione dei difetti), la formazione tecnica (funzionamento e manutenzione) e l'assistenza post-vendita (fornitura di ricambi per componenti chiave, diagnosi remota) per aiutare i clienti a raggiungere una produzione in serie di substrati SiC di alta qualità. Inoltre, fornisce servizi di aggiornamento dei processi per migliorare costantemente la resa dei cristalli e l'efficienza di crescita.