CVD-Verfahren zur Herstellung hochreiner SiC-Rohstoffe im Siliziumkarbid-Syntheseofen bei 1600 °C

CVD-Verfahren zur Herstellung hochreiner SiC-Rohstoffe in einem Siliziumkarbid-Syntheseofen bei 1600 °C. Ausgewähltes Bild

Kurze Beschreibung:

Ein Siliziumkarbid-Syntheseofen (CVD). Er nutzt die chemische Gasphasenabscheidung (CVD), um gasförmige Siliziumquellen (z. B. SiH₄, SiCl₄) in einer Hochtemperaturumgebung zu isolieren, in der sie mit Kohlenstoffquellen (z. B. C₃H₈, CH₄) reagieren. Ein wichtiges Gerät zum Züchten hochreiner Siliziumkarbidkristalle auf einem Substrat (Graphit oder SiC-Keim). Die Technologie wird hauptsächlich zur Herstellung von SiC-Einkristallsubstraten (4H/6H-SiC) verwendet, die die Kernprozessausrüstung für die Herstellung von Leistungshalbleitern (wie MOSFET, SBD) bilden.

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Merkmale

Funktionsprinzip:

1. Vorläuferzufuhr. Siliziumquellengase (z. B. SiH₄) und Kohlenstoffquellengase (z. B. C₃H₈) werden im richtigen Verhältnis gemischt und in die Reaktionskammer geleitet.

2. Hochtemperaturzersetzung: Bei einer hohen Temperatur von 1500 bis 2300 °C erzeugt die Gaszersetzung aktive Si- und C-Atome.

3. Oberflächenreaktion: Si- und C-Atome werden auf der Substratoberfläche abgelagert und bilden eine SiC-Kristallschicht.

4. Kristallwachstum: Durch die Kontrolle des Temperaturgradienten, des Gasflusses und des Drucks wird ein gerichtetes Wachstum entlang der c-Achse oder der a-Achse erreicht.

Schlüsselparameter:

· Temperatur: 1600–2200 °C (> 2000 °C für 4H-SiC)

· Druck: 50~200 mbar (niedriger Druck zur Reduzierung der Gasbildung)

· Gasverhältnis: Si/C≈1,0~1,2 (um Si- oder C-Anreicherungsdefekte zu vermeiden)

Haupteigenschaften:

(1) Kristallqualität
Geringe Defektdichte: Mikrotubulidichte < 0,5 cm⁻², Versetzungsdichte <10⁴ cm⁻².

Kontrolle des polykristallinen Typs: Kann 4H-SiC (Mainstream), 6H-SiC, 3C-SiC und andere Kristalltypen züchten.

(2) Geräteleistung
Hohe Temperaturstabilität: Graphit-Induktionsheizung oder Widerstandsheizung, Temperatur >2300℃.

Gleichmäßigkeitskontrolle: Temperaturschwankung ±5℃, Wachstumsrate 10~50μm/h.

Gassystem: Hochpräziser Massendurchflussmesser (MFC), Gasreinheit ≥99,999 %.

(3) Technologische Vorteile
Hohe Reinheit: Hintergrundverunreinigungskonzentration <10¹⁶ cm⁻³ (N, B usw.).

Große Größe: Unterstützt 6"/8" SiC-Substratwachstum.

(4) Energieverbrauch und -kosten
Hoher Energieverbrauch (200–500 kWh pro Ofen), der 30–50 % der Produktionskosten des SiC-Substrats ausmacht.

Kernanwendungen:

1. Leistungshalbleitersubstrat: SiC-MOSFETs zur Herstellung von Elektrofahrzeugen und Photovoltaik-Wechselrichtern.

2. HF-Gerät: 5G-Basisstation, epitaktisches GaN-auf-SiC-Substrat.

3. Geräte für extreme Umgebungen: Hochtemperatursensoren für die Luft- und Raumfahrt und Kernkraftwerke.

Technische Spezifikation:

Spezifikation	Details
Abmessungen (L × B × H)	4000 x 3400 x 4300 mm oder individuell
Ofenkammerdurchmesser	1100 mm
Ladekapazität	50 kg
Der Grenzvakuumgrad	10-2Pa (2 Stunden nach dem Start der Molekularpumpe)
Kammerdruckanstiegsrate	≤10Pa/h (nach Kalzinierung)
Hub der unteren Ofenabdeckung	1500 mm
Heizmethode	Induktionserwärmung
Die maximale Temperatur im Ofen	2400 °C
Heizstromversorgung	2 x 40 kW
Temperaturmessung	Zweifarbige Infrarot-Temperaturmessung
Temperaturbereich	900~3000℃
Genauigkeit der Temperaturregelung	±1 °C
Steuerdruckbereich	1~700mbar
Genauigkeit der Druckregelung	1~5 mbar ±0,1 mbar; 5~100 mbar ±0,2 mbar; 100~700mbar ±0,5mbar
Lademethode	Geringere Belastung;
Optionale Konfiguration	Doppelte Temperaturmessstelle, Entladegabelstapler.

XKH-Dienste:

XKH bietet umfassende Dienstleistungen für Siliziumkarbid-CVD-Öfen an, einschließlich Geräteanpassung (Temperaturzonendesign, Gassystemkonfiguration), Prozessentwicklung (Kristallkontrolle, Defektoptimierung), technische Schulung (Betrieb und Wartung) und Kundendienst (Ersatzteilversorgung wichtiger Komponenten, Ferndiagnose), um Kunden bei der Massenproduktion hochwertiger SiC-Substrate zu unterstützen. Darüber hinaus bietet XKH Prozess-Upgrade-Services zur kontinuierlichen Verbesserung der Kristallausbeute und Wachstumseffizienz.