Siliciumcarbide (SiC) kristalgroeioven

Kristalgroei is de belangrijkste schakel in de productie vanSiliciumcarbidesubstraten, en de kernapparatuur is de kristalgroeioven. Net als bij traditionele kristallijne kristalgroeiovens van siliciumkwaliteit, is de ovenstructuur niet erg complex en bestaat deze voornamelijk uit een ovenlichaam, een verwarmingssysteem, een spoeltransmissiemechanisme, een vacuümverwervings- en meetsysteem, een gaspadsysteem, een koelsysteem , een besturingssysteem, enz., waaronder Thermische veld- en procesomstandigheden bepalen de kwaliteit, omvang, geleidende eigenschappen en andere sleutelindicatoren vanSiliciumcarbide kristallen.

De temperatuur tijdens de groei vansiliciumcarbide kristallenis erg hoog en kan niet worden gecontroleerd, dus de grootste moeilijkheid ligt in het proces zelf.

(1) Controle van thermische velden is moeilijk: het monitoren van gesloten holten met hoge temperaturen is moeilijk en oncontroleerbaar. Anders dan de traditionele op silicium gebaseerde kristalgroeiapparatuur van Czochralski, die een hoge mate van automatisering kent en het kristalgroeiproces kan worden waargenomen en gecontroleerd, groeien siliciumcarbidekristallen in een gesloten ruimte bij een hoge temperatuur van meer dan 2.000 °C. De groeitemperatuur moet tijdens de productie nauwkeurig worden gecontroleerd. temperatuurregeling is moeilijk;

(2) Het is moeilijk om de kristalvorm onder controle te houden: defecten zoals microtubuli, polytype insluitsels en dislocaties kunnen tijdens het groeiproces gemakkelijk optreden, en ze interageren en evolueren met elkaar. Micropipes (MP) zijn penetrerende defecten met afmetingen variërend van enkele microns tot tientallen microns en zijn dodelijke defecten van apparaten; Enkele kristallen van siliciumcarbide omvatten meer dan 200 verschillende kristalvormen, maar slechts een paar kristalstructuren (4H-type). Het is een halfgeleidermateriaal dat nodig is voor de productie. Tijdens het groeiproces is de kans groot dat kristallijne transformatie optreedt, waardoor inclusiedefecten van meerdere typen ontstaan. Daarom is het noodzakelijk om parameters zoals de silicium-koolstofverhouding, de groeitemperatuurgradiënt, de kristalgroeisnelheid en de luchtstroomdruk nauwkeurig te controleren. Bovendien is er sprake van eenkristalgroei van siliciumcarbide. Er is een temperatuurgradiënt in het thermische veld, wat leidt tot het bestaan ​​van defecten zoals natuurlijke interne spanning en resulterende dislocaties (dislocatie van het basaalvlak BPD, schroefdislocatie TSD, randdislocatie TED) tijdens het kristal groeiproces, waardoor de daaropvolgende epitaxie en apparaten worden beïnvloed. kwaliteit en prestaties.

(3) Dopingcontrole is moeilijk: de introductie van externe onzuiverheden moet strikt worden gecontroleerd om directioneel gedoteerde geleidende kristallen te verkrijgen;

(4) Langzame groeisnelheid: De kristalgroeisnelheid van siliciumcarbide is erg langzaam. Het duurt slechts 3 dagen voordat traditioneel siliciummateriaal uitgroeit tot een kristalstaaf, terwijl het 7 dagen duurt voordat een siliciumcarbidekristalstaaf uitgroeit. Dit resulteert in een natuurlijke afname van de productie-efficiëntie van siliciumcarbide. Lager: de output is zeer beperkt.

Aan de andere kant zijn de parameters van de epitaxiale groei van siliciumcarbide buitengewoon veeleisend, waaronder de luchtdichtheid van de apparatuur, de drukstabiliteit van de reactiekamer, de nauwkeurige controle van de gasintroductietijd, de nauwkeurigheid van de gasverhouding en de strikte beheer van de depositietemperatuur. Vooral naarmate het spanningsniveau van apparaten toeneemt, neemt de moeilijkheid van het beheersen van de kernparameters van epitaxiale wafers aanzienlijk toe.

Naarmate de dikte van de epitaxiale laag toeneemt, is het bovendien een andere grote uitdaging geworden om de uniformiteit van de soortelijke weerstand te controleren en de defectdichtheid te verminderen terwijl de dikte wordt gewaarborgd. In geëlektrificeerde besturingssystemen is het noodzakelijk om uiterst nauwkeurige sensoren en actuatoren te integreren om ervoor te zorgen dat verschillende parameters nauwkeurig en stabiel kunnen worden geregeld. Tegelijkertijd is ook de optimalisatie van het besturingsalgoritme cruciaal. Het moet in staat zijn de regelstrategie aan te passen op basis van feedbacksignalen in realtime om zich aan te passen aan verschillende veranderingen in het epitaxiale groeiproces van siliciumcarbide.

Semicorex biedt hoogwaardige kwaliteitcomponenten voor SiC-kristalgroei. Als u vragen heeft of aanvullende informatie nodig heeft, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen.

Neem contact op met telefoonnummer +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com