Método PVT de lingotes de SiC de 6/8/12 polgadas con resistencia de carburo de silicio en forno de cristal longo

Método PVT de lingotes de SiC de 6/8/12 polgadas con resistencia de carburo de silicio e cristal longo para cultivo en forno Imaxe destacada

Descrición curta:

O forno de crecemento por resistencia de carburo de silicio (método PVT, método de transferencia física de vapor) é un equipo clave para o crecemento de monocristais de carburo de silicio (SiC) mediante o principio de sublimación-recristalización a alta temperatura. A tecnoloxía utiliza quentamento por resistencia (corpo de quentamento de grafito) para sublimar a materia prima de SiC a unha temperatura alta de 2000~2500 ℃ e recristalizala na rexión de baixa temperatura (cristal semente) para formar un monocristal de SiC de alta calidade (4H/6H-SiC). O método PVT é o proceso principal para a produción en masa de substratos de SiC de 6 polgadas ou menos, que se usa amplamente na preparación de substratos de semicondutores de potencia (como MOSFET, SBD) e dispositivos de radiofrecuencia (GaN-sobre-SiC).

Envíanos un correo electrónico

Características

Principio de funcionamento:

1. Carga de materia prima: po (ou bloque) de SiC de alta pureza colocado no fondo do crisol de grafito (zona de alta temperatura).

2. Baleiro/ambiente inerte: baleirar a cámara do forno (<10⁻³ mbar) ou deixar pasar gas inerte (Ar).

3. Sublimación a alta temperatura: quecemento por resistencia a 2000~2500 ℃, descomposición de SiC en Si, Si₂C, SiC₂ e outros compoñentes en fase gasosa.

4. Transmisión en fase gasosa: o gradiente de temperatura impulsa a difusión do material en fase gasosa cara á rexión de baixa temperatura (extremo da semente).

5. Crecemento cristalino: a fase gasosa recristaliza na superficie do cristal semente e crece nunha dirección direccional ao longo do eixe C ou eixe A.

Parámetros clave:

1. Gradiente de temperatura: 20~50 ℃/cm (control da taxa de crecemento e da densidade de defectos).

2. Presión: 1~100 mbar (baixa presión para reducir a incorporación de impurezas).

3. Taxa de crecemento: 0,1~1 mm/h (que afecta á calidade do cristal e á eficiencia da produción).

Características principais:

(1) Calidade do cristal
Baixa densidade de defectos: densidade de microtúbulos <1 cm⁻², densidade de dislocacións 10³~10⁴ cm⁻² (mediante a optimización de sementes e o control do proceso).

Control de tipo policristalino: pode cultivar 4H-SiC (corrente principal), 6H-SiC, proporción de 4H-SiC >90% (necesidade de controlar con precisión o gradiente de temperatura e a relación estequiométrica da fase gasosa).

(2) Rendemento do equipo
Estabilidade a alta temperatura: temperatura do corpo de quentamento de grafito >2500 ℃, o corpo do forno adopta un deseño de illamento multicapa (como feltro de grafito + chaqueta arrefriada por auga).

Control de uniformidade: as flutuacións de temperatura axiais/radiais de ±5 °C garanten a consistencia do diámetro do cristal (desviación do grosor do substrato de 6 polgadas <5%).

Grao de automatización: sistema de control PLC integrado, monitorización en tempo real da temperatura, presión e taxa de crecemento.

(3) Vantaxes tecnolóxicas
Alta utilización de materiais: taxa de conversión de materia prima >70% (mellor que o método CVD).

Compatibilidade de gran tamaño: conseguiuse a produción en masa de 6 polgadas, a de 8 polgadas está en fase de desenvolvemento.

(4) Consumo e custo de enerxía
O consumo de enerxía dun só forno é de 300~800 kW·h, o que representa entre o 40% e o 60% do custo de produción do substrato de SiC.

O investimento en equipamento é elevado (1,5 millóns a 3 millóns por unidade), pero o custo do substrato unitario é menor que o método CVD.

Aplicacións principais:

1. Electrónica de potencia: substrato MOSFET de SiC para inversores de vehículos eléctricos e inversores fotovoltaicos.

2. Dispositivos de radiofrecuencia: substrato epitaxial de GaN sobre SiC para estación base 5G (principalmente 4H-SiC).

3. Dispositivos para ambientes extremos: sensores de alta temperatura e alta presión para equipos aeroespaciais e de enerxía nuclear.

Parámetros técnicos:

Especificación	Detalles
Dimensións (L × A × A)	2500 × 2400 × 3456 mm ou personalizar
Diámetro do crisol	900 milímetros
Presión máxima de baleiro	6 × 10⁻⁴ Pa (despois de 1,5 h de baleiro)
taxa de fugas	≤5 Pa/12 h (cocción)
Diámetro do eixe de rotación	50 milímetros
Velocidade de rotación	0,5–5 rpm
Método de quecemento	Quecemento por resistencia eléctrica
Temperatura máxima do forno	2500 °C
Potencia de calefacción	40 kW × 2 × 20 kW
Medición da temperatura	Pirómetro infravermello de dúas cores
Rango de temperatura	900–3000 °C
Precisión da temperatura	±1 °C
Rango de presión	1–700 mbar
Precisión do control de presión	1–10 mbar: ±0,5 % da escala de pleno dereito; 10–100 mbar: ±0,5 % da escala de pleno dereito; 100–700 mbar: ±0,5 % da escala de seguridade
Tipo de operación	Carga inferior, opcións de seguridade manuais/automáticas
Características opcionais	Medición de temperatura dual, varias zonas de calefacción

Servizos XKH:

XKH ofrece o servizo de proceso completo do forno PVT de SiC, incluíndo a personalización do equipo (deseño de campo térmico, control automático), desenvolvemento de procesos (control da forma do cristal, optimización de defectos), formación técnica (operación e mantemento) e soporte posvenda (substitución de pezas de grafito, calibración do campo térmico) para axudar aos clientes a lograr unha produción en masa de cristais de sic de alta calidade. Tamén ofrecemos servizos de actualización de procesos para mellorar continuamente o rendemento e a eficiencia do crecemento do cristal, cun prazo de entrega típico de 3 a 6 meses.