Pěstování krystalů karbidu křemíku v peci s dlouhým krystalem, metoda PVT, 6/8/12 palců, ingot SiC

Pěstování krystalů karbidu křemíku v peci s dlouhým krystalem, metoda PVT, 6/8/12 palců (6/8/12 palců)

Stručný popis:

Pec pro růst karbidu křemíku s rezistenčním ohřevem (metoda PVT, metoda fyzikálního přenosu par) je klíčovým zařízením pro růst monokrystalů karbidu křemíku (SiC) metodou sublimace a rekrystalizace za vysokých teplot. Technologie využívá rezistenční ohřev (grafitové topné těleso) k sublimaci suroviny SiC při vysoké teplotě 2000~2500 °C a rekrystalizaci v oblasti nízkých teplot (zárodečný krystal) za vzniku vysoce kvalitního monokrystalu SiC (4H/6H-SiC). Metoda PVT je hlavním procesem pro hromadnou výrobu substrátů SiC o velikosti 6 palců a méně, který se široce používá při přípravě substrátů výkonových polovodičů (jako jsou MOSFETy, SBD) a radiofrekvenčních zařízení (GaN-on-SiC).

Pošlete nám e-mail

Funkce

Princip fungování:

1. Vložení suroviny: prášek (nebo blok) vysoce čistého SiC umístěný na dně grafitového kelímku (zóna vysoké teploty).

2. Vakuum/inertní prostředí: vysajte komoru pece (<10⁻³ mbar) nebo nechte protékat inertním plynem (Ar).

3. Vysokoteplotní sublimace: odporový ohřev na 2000~2500℃, rozklad SiC na Si, Si₂C, SiC₂ a další složky v plynné fázi.

4. Přenos v plynné fázi: teplotní gradient řídí difúzi materiálu v plynné fázi do oblasti s nízkou teplotou (konec semena).

5. Růst krystalů: Plynná fáze rekrystalizuje na povrchu zárodečného krystalu a roste ve směru osy C nebo osy A.

Klíčové parametry:

1. Teplotní gradient: 20~50℃/cm (kontrola rychlosti růstu a hustoty defektů).

2. Tlak: 1~100 mbar (nízký tlak pro snížení zabudování nečistot).

3. Rychlost růstu: 0,1~1 mm/h (ovlivňuje kvalitu krystalů a efektivitu výroby).

Hlavní vlastnosti:

(1) Kvalita krystalu
Nízká hustota defektů: hustota mikrotubulů <1 cm⁻², hustota dislokací 10³~10⁴ cm⁻² (díky optimalizaci semen a řízení procesu).

Řízení polykrystalického typu: lze pěstovat 4H-SiC (hlavní proud), 6H-SiC, podíl 4H-SiC > 90 % (nutno přesně regulovat teplotní gradient a stechiometrický poměr plynné fáze).

(2) Výkon zařízení
Vysoká teplotní stabilita: teplota grafitového topného tělesa >2500 ℃, těleso pece má vícevrstvou izolaci (například grafitová plsť + vodou chlazený plášť).

Kontrola rovnoměrnosti: Axiální/radiální teplotní výkyvy ±5 °C zajišťují konzistenci průměru krystalu (odchylka tloušťky substrátu 6 palců <5 %).

Stupeň automatizace: Integrovaný řídicí systém PLC, monitorování teploty, tlaku a rychlosti růstu v reálném čase.

(3) Technologické výhody
Vysoké využití materiálu: míra konverze suroviny >70 % (lepší než metoda CVD).

Kompatibilita velkých rozměrů: Byla dosažena hromadná výroba 6palcových displejů, 8palcový displej je ve fázi vývoje.

(4) Spotřeba energie a náklady
Spotřeba energie jedné pece je 300~800 kW·h, což představuje 40%~60% výrobních nákladů na substrát SiC.

Investice do zařízení je vysoká (1,5 milionu až 3 miliony na jednotku), ale náklady na jednotku substrátu jsou nižší než u metody CVD.

Základní aplikace:

1. Výkonová elektronika: Substrát SiC MOSFET pro střídače pro elektrická vozidla a fotovoltaické střídače.

2. VF zařízení: 5G základnová stanice s epitaxním substrátem GaN na SiC (hlavně 4H-SiC).

3. Zařízení pro extrémní prostředí: senzory vysokých teplot a tlaku pro letecký a jaderný průmysl.

Technické parametry：

Specifikace	Podrobnosti
Rozměry (D × Š × V)	2500 × 2400 × 3456 mm nebo na míru
Průměr kelímku	900 mm
Maximální podtlak	6 × 10⁻⁴ Pa (po 1,5 hodině vakua)
Míra úniku	≤5 Pa/12h (vypalování)
Průměr rotačního hřídele	50 mm
Rychlost otáčení	0,5–5 ot./min
Metoda ohřevu	Elektrické odporové ohřevy
Maximální teplota pece	2500 °C
Topný výkon	40 kW × 2 × 20 kW
Měření teploty	Dvoubarevný infračervený pyrometr
Teplotní rozsah	900–3000 °C
Přesnost teploty	±1 °C
Rozsah tlaku	1–700 mbarů
Přesnost regulace tlaku	1–10 mbar: ±0,5 % rozsahu; 10–100 mbar: ±0,5 % rozsahu; 100–700 mbar: ±0,5 % rozsahu
Typ operace	Spodní plnění, manuální/automatické bezpečnostní možnosti
Volitelné funkce	Duální měření teploty, více topných zón

Služby XKH:

Společnost XKH poskytuje kompletní procesní servis pecí SiC PVT, včetně úprav zařízení (návrh tepelného pole, automatické řízení), vývoje procesů (řízení tvaru krystalů, optimalizace defektů), technického školení (provoz a údržba) a poprodejní podpory (výměna grafitových dílů, kalibrace tepelného pole), aby pomohla zákazníkům dosáhnout vysoce kvalitní hromadné výroby krystalů Sic. Poskytujeme také služby modernizace procesů pro neustálé zvyšování výtěžku krystalů a efektivity růstu s typickou dodací lhůtou 3–6 měsíců.