Піч для вирощування злитків SiC для методів TSSG/LPE кристалів SiC великого діаметра

Короткий опис:

Рідкофазна піч для вирощування злитків карбіду кремнію компанії XKH використовує провідні світові технології TSSG (вирощування розчину з верхнім засівом) та LPE (рідкофазна епітаксія), спеціально розроблені для вирощування високоякісних монокристалів SiC. Метод TSSG дозволяє вирощувати злитки 4H/6H-SiC великого діаметра 4-8 дюймів завдяки точному градієнту температури та контролю швидкості підйому зародка, тоді як метод LPE сприяє контрольованому росту епітаксійних шарів SiC за нижчих температур, що особливо підходить для епітаксійних шарів з наднизькою товщиною дефектів. Ця рідкофазна система вирощування злитків карбіду кремнію успішно застосовується у промисловому виробництві різних кристалів SiC, включаючи тип 4H/6H-N та ізоляційний тип 4H/6H-SEMI, забезпечуючи комплексні рішення від обладнання до процесів.

Надіслати нам електронного листа

Особливості

Принцип роботи

Основний принцип вирощування злитків карбіду кремнію в рідкофазній формі полягає в розчиненні високочистої сировини SiC у розплавлених металах (наприклад, Si, Cr) при температурі 1800-2100°C для утворення насичених розчинів, а потім у контрольованому спрямованому вирощуванні монокристалів SiC на зародкових кристалах за допомогою точного градієнта температури та регулювання пересичення. Ця технологія особливо підходить для отримання високочистих (>99,9995%) монокристалів 4H/6H-SiC з низькою щільністю дефектів (<100/см²), що відповідає суворим вимогам до підкладок для силової електроніки та радіочастотних пристроїв. Система вирощування в рідкофазній формі дозволяє точно контролювати тип провідності кристалів (тип N/P) та питомий опір завдяки оптимізованому складу розчину та параметрам росту.

Основні компоненти

1. Спеціальна тигельна система: тигель з високочистого графітово-танталового композиту, термостійкість >2200°C, стійкий до корозії розплаву SiC.

2. Багатозонна система нагріву: комбінований резистивний/індукційний нагрів з точністю контролю температури ±0,5°C (діапазон 1800-2100°C).

3. Система точного руху: подвійне замкнуте керування обертанням насіння (0-50 об/хв) та підйомом (0,1-10 мм/год).

4. Система контролю атмосфери: захист від високочистого аргону/азоту, регульований робочий тиск (0,1-1 атм).

5. Інтелектуальна система керування: ПЛК + промисловий ПК з резервним керуванням та моніторингом інтерфейсу зростання в режимі реального часу.

6. Ефективна система охолодження: Градуйована конструкція водяного охолодження забезпечує довготривалу стабільну роботу.

Порівняння TSSG та LPE

Характеристики	Метод TSSG	Метод LPE
Температура росту	2000-2100°C	1500-1800°C
Темпи зростання	0,2-1 мм/год	5-50 мкм/год
Розмір кристала	Злитки 4-8 дюймів	епі-шари 50-500 мкм
Основне застосування	Підготовка основи	Епі-шари живлення пристрою
Щільність дефектів	<500/см²	<100/см²
Відповідні політипи	4H/6H-SiC	4H/3C-SiC

Ключові застосування

1. Силова електроніка: 6-дюймові підложки 4H-SiC для MOSFET/діодів понад 1200 В.

2. 5G RF-пристрої: Напівізолюючі SiC-підкладки для PA-апаратів базових станцій.

3. Застосування в електромобілях: надтовсті (>200 мкм) епішари для модулів автомобільного класу.

4. Фотоелектричні інвертори: підкладки з низьким вмістом дефектів, що забезпечують ефективність перетворення >99%.

Основні переваги

1. Технологічна перевага
1.1 Інтегроване багатометодне проектування
Ця система вирощування злитків SiC у рідкофазній фазі інноваційно поєднує технології вирощування кристалів TSSG та LPE. Система TSSG використовує вирощування розчину з верхнім посівом з точною конвекцією розплаву та контролем градієнта температури (ΔT ≤ 5℃/см), що забезпечує стабільне вирощування злитків SiC великого діаметра діаметром 4-8 дюймів з виходом 15-20 кг за один пробіг для кристалів 6H/4H-SiC. Система LPE використовує оптимізований склад розчинника (система сплавів Si-Cr) та контроль пересичення (±1%) для вирощування високоякісних товстих епітаксіальних шарів з щільністю дефектів <100/см² за відносно низьких температур (1500-1800℃).

1.2 Інтелектуальна система керування
Оснащений системою інтелектуального контролю росту 4-го покоління, що включає:
• Багатоспектральний моніторинг in situ (діапазон довжин хвиль 400-2500 нм)
• Лазерне визначення рівня розплаву (точність ±0,01 мм)
• Замкнутий цикл керування діаметром на основі ПЗС-матриці (коливання <±1 мм)
• Оптимізація параметрів зростання на основі штучного інтелекту (економія енергії 15%)

2. Переваги продуктивності процесу
2.1 Основні сильні сторони методу TSSG
• Можливість вирощування великих кристалів: підтримується ріст кристалів розміром до 8 дюймів з однорідністю діаметра >99,5%
• Чудова кристалічність: щільність дислокацій <500/см², щільність мікротрубок <5/см²
• Однорідність легування: варіація опору n-типу <8% (4-дюймові пластини)
• Оптимізована швидкість росту: регульована 0,3-1,2 мм/год, у 3-5 разів швидше, ніж у парофазних методах

2.2 Основні сильні сторони методу LPE
• Епітаксія з наднизькими дефектами: щільність станів інтерфейсу <1×10¹¹ см⁻²·еВ⁻¹
• Точний контроль товщини: епі-шари 50-500 мкм з варіацією товщини <±2%
• Низькотемпературна ефективність: на 300-500℃ нижча, ніж у процесах CVD
• Зростання складних структур: підтримує p-n переходи, надґратки тощо.

3. Переваги ефективності виробництва
3.1 Контроль витрат
• 85% використання сировини (порівняно з 60% у традиційних умовах)
• На 40% нижче споживання енергії (порівняно з HVPE)
• 90% часу безвідмовної роботи обладнання (модульна конструкція мінімізує час простою)

3.2 Забезпечення якості
• 6σ контроль процесу (КФК > 1,67)
• Онлайн-виявлення дефектів (роздільна здатність 0,1 мкм)
• Повна відстежуваність даних процесу (понад 2000 параметрів у режимі реального часу)

3.3 Масштабованість
• Сумісний з політипами 4H/6H/3C
• Можливість оновлення до 12-дюймових технологічних модулів
• Підтримує гетероінтеграцію SiC/GaN

4. Переваги застосування в галузі
4.1 Силові пристрої
• Підкладки з низьким опором (0,015-0,025 Ом·см) для пристроїв 1200-3300 В
• Напівізолюючі підкладки (>10⁸Ω·см) для радіочастотних застосувань

4.2 Новітні технології
• Квантова комунікація: субстрати з наднизьким рівнем шуму (шум 1/f <-120 дБ)
• Екстремальні умови: Радіаційно-стійкі кристали (<5% деградації після опромінення 1×10¹⁶n/см²)

Послуги XKH

1. Індивідуальне обладнання: індивідуальні конфігурації системи TSSG/LPE.
2. Навчання процесу: Комплексні програми технічної підготовки.
3. Післяпродажна підтримка: технічне реагування та технічне обслуговування цілодобово.
4. Готові рішення: повний спектр послуг від встановлення до валідації процесу.
5. Постачання матеріалів: доступні підкладки/епі-пластини SiC розміром 2-12 дюймів.

Ключові переваги включають:
• Можливість вирощування кристалів до 8 дюймів.
• Однорідність питомого опору <0,5%.
• Час безвідмовної роботи обладнання >95%.
• Цілодобова технічна підтримка.