เตาเผาเพื่อการเจริญเติบโตของแท่ง SiC สำหรับวิธีการ TSSG/LPE ของผลึก SiC ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่

ภาพเด่นของเตาเผาการเติบโตของแท่ง SiC สำหรับวิธีการ TSSG/LPE ของผลึก SiC ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่

คำอธิบายสั้น ๆ :

เตาเผาเพื่อการเติบโตของแท่งซิลิกอนคาร์ไบด์แบบเฟสของเหลวของ XKH ใช้เทคโนโลยี TSSG (Top-Seeded Solution Growth) และ LPE (Liquid Phase Epitaxy) ชั้นนำของโลก ซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการเติบโตของผลึกเดี่ยว SiC คุณภาพสูง วิธี TSSG ช่วยให้การเติบโตของแท่ง 4H/6H-SiC ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ 4-8 นิ้วเกิดขึ้นได้ด้วยการไล่ระดับอุณหภูมิที่แม่นยำและการควบคุมความเร็วในการยกเมล็ดพืช ในขณะที่วิธี LPE ช่วยให้การเติบโตของชั้นเอพิแทกเซียล SiC ที่อุณหภูมิต่ำกว่าเป็นไปอย่างควบคุม ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับชั้นเอพิแทกเซียลที่มีความหนาและมีข้อบกพร่องต่ำเป็นพิเศษ ระบบการเติบโตของแท่งซิลิกอนคาร์ไบด์แบบเฟสของเหลวนี้ประสบความสำเร็จในการนำไปใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตผลึก SiC ต่างๆ รวมถึงประเภท 4H/6H-N และประเภทฉนวน 4H/6H-SEMI โดยมอบโซลูชันที่ครบถ้วนตั้งแต่อุปกรณ์ไปจนถึงกระบวนการ

ส่งอีเมล์ถึงเรา

คุณสมบัติ

หลักการทำงาน

หลักการสำคัญของการเติบโตของแท่งซิลิกอนคาร์ไบด์ในเฟสของเหลวเกี่ยวข้องกับการละลายวัตถุดิบ SiC ที่มีความบริสุทธิ์สูงในโลหะหลอมเหลว (เช่น Si, Cr) ที่อุณหภูมิ 1800-2100°C เพื่อสร้างสารละลายอิ่มตัว ตามด้วยการเติบโตแบบควบคุมทิศทางของผลึกเดี่ยว SiC บนผลึกต้นทางผ่านการไล่ระดับอุณหภูมิที่แม่นยำและการควบคุมอุณหภูมิที่มากเกินไป เทคโนโลยีนี้เหมาะเป็นพิเศษสำหรับการผลิตผลึกเดี่ยว 4H/6H-SiC ที่มีความบริสุทธิ์สูง (>99.9995%) ที่มีความหนาแน่นของข้อบกพร่องต่ำ (<100/cm²) ซึ่งตรงตามข้อกำหนดของสารตั้งต้นที่เข้มงวดสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังไฟฟ้าและอุปกรณ์ RF ระบบการเติบโตในเฟสของเหลวช่วยให้สามารถควบคุมประเภทการนำไฟฟ้าของผลึก (ประเภท N/P) และความต้านทานได้อย่างแม่นยำผ่านองค์ประกอบสารละลายและพารามิเตอร์การเติบโตที่เหมาะสมที่สุด

ส่วนประกอบหลัก

1. ระบบเบ้าหลอมพิเศษ: เบ้าหลอมคอมโพสิตกราไฟท์/แทนทาลัมที่มีความบริสุทธิ์สูง ทนอุณหภูมิ >2200°C ทนทานต่อการกัดกร่อนของหลอม SiC

2. ระบบทำความร้อนแบบหลายโซน: ความร้อนแบบต้านทาน/เหนี่ยวนำร่วมกันโดยมีความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิ ±0.5°C (ช่วง 1,800-2,100°C)

3. ระบบการเคลื่อนไหวแม่นยำ: การควบคุมแบบวงปิดคู่สำหรับการหมุนเมล็ดพืช (0-50 รอบต่อนาที) และการยก (0.1-10 มม./ชม.)

4. ระบบควบคุมบรรยากาศ: การป้องกันอาร์กอน/ไนโตรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูง แรงดันการทำงานที่ปรับได้ (0.1-1atm)

5. ระบบควบคุมอัจฉริยะ: PLC + การควบคุมซ้ำซ้อนของพีซีอุตสาหกรรมพร้อมการตรวจสอบอินเทอร์เฟซการเติบโตแบบเรียลไทม์

6. ระบบระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ: การออกแบบระบายความร้อนด้วยน้ำแบบไล่ระดับช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะทำงานได้เสถียรในระยะยาว

การเปรียบเทียบ TSSG กับ LPE

ลักษณะเฉพาะ	วิธี TSSG	วิธี LPE
อุณหภูมิการเจริญเติบโต	2000-2100 องศาเซลเซียส	1500-1800 องศาเซลเซียส
อัตราการเจริญเติบโต	0.2-1มม./ชม.	5-50ไมโครเมตร/ชม.
ขนาดคริสตัล	แท่งเหล็กขนาด 4-8 นิ้ว	ชั้น epi ขนาด 50-500μm
แอปพลิเคชันหลัก	การเตรียมพื้นผิว	อุปกรณ์จ่ายไฟชั้นอีพี
ความหนาแน่นของข้อบกพร่อง	<500/ตร.ซม.	<100/ตร.ซม.
โพลีไทป์ที่เหมาะสม	4H/6H-ซิลิคอนคาร์ไบด์	4H/3C-ซิลิกอน

แอปพลิเคชันที่สำคัญ

1. อิเล็กทรอนิกส์กำลัง: แผ่นซับสเตรต 4H-SiC ขนาด 6 นิ้ว สำหรับ MOSFET/ไดโอด 1200V+

2. อุปกรณ์ RF 5G: แผ่นพื้นผิว SiC กึ่งฉนวนสำหรับ PA ของสถานีฐาน

3. การใช้งาน EV: ชั้น epi ที่มีความหนาพิเศษ (>200μm) สำหรับโมดูลเกรดยานยนต์

4. อินเวอร์เตอร์ PV: สารตั้งต้นที่มีข้อบกพร่องต่ำ ช่วยให้มีประสิทธิภาพการแปลงมากกว่า 99%

ข้อได้เปรียบหลัก

1. ความเหนือกว่าทางเทคโนโลยี
1.1 การออกแบบวิธีการแบบบูรณาการหลายแบบ
ระบบการเติบโตของแท่ง SiC ในเฟสของเหลวนี้ผสมผสานเทคโนโลยีการเติบโตของผลึก TSSG และ LPE เข้าด้วยกันอย่างสร้างสรรค์ ระบบ TSSG ใช้การเติบโตของสารละลายจากเมล็ดด้านบนด้วยการพาความร้อนของของเหลวที่หลอมละลายอย่างแม่นยำและการควบคุมการไล่ระดับอุณหภูมิ (ΔT≤5℃/ซม.) ทำให้สามารถเติบโตแท่ง SiC ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ 4-8 นิ้วได้อย่างเสถียร โดยให้ผลผลิตต่อรอบเดียว 15-20 กก. สำหรับผลึก 6H/4H-SiC ระบบ LPE ใช้องค์ประกอบตัวทำละลายที่เหมาะสมที่สุด (ระบบโลหะผสม Si-Cr) และการควบคุมความอิ่มตัวเกิน (±1%) เพื่อเติบโตเป็นชั้นเอพิแทกเซียลหนาคุณภาพสูงที่มีความหนาแน่นของข้อบกพร่องน้อยกว่า 100/ซม.² ที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ (1,500-1,800℃)

1.2 ระบบควบคุมอัจฉริยะ
มาพร้อมกับระบบควบคุมการเจริญเติบโตอัจฉริยะรุ่นที่ 4 ซึ่งประกอบด้วย:
• การตรวจสอบแบบมัลติสเปกตรัมในสถานที่ (ช่วงความยาวคลื่น 400-2500 นาโนเมตร)
• การตรวจจับระดับหลอมละลายโดยใช้เลเซอร์ (ความแม่นยำ ±0.01 มม.)
• การควบคุมวงปิดเส้นผ่านศูนย์กลางแบบ CCD (ความผันผวน <±1 มม.)
• การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การเติบโตที่ขับเคลื่อนด้วย AI (ประหยัดพลังงาน 15%)

2. ข้อดีของประสิทธิภาพกระบวนการ
2.1 จุดแข็งหลักของวิธี TSSG
• ความสามารถขนาดใหญ่: รองรับการเติบโตของผลึกขนาดสูงสุด 8 นิ้ว โดยมีความสม่ำเสมอของเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 99.5%
• ความเป็นผลึกที่เหนือกว่า: ความหนาแน่นของการเคลื่อนตัว <500/cm², ความหนาแน่นของไมโครไพป์ <5/cm²
• ความสม่ำเสมอของการเจือปน: การเปลี่ยนแปลงความต้านทานแบบ n-type น้อยกว่า 8% (เวเฟอร์ขนาด 4 นิ้ว)
• อัตราการเจริญเติบโตที่เหมาะสมที่สุด: ปรับได้ 0.3-1.2 มม./ชม. เร็วกว่าวิธีเฟสไอ 3-5 เท่า

2.2 จุดแข็งของวิธี LPE
• เอพิแทกซีที่มีข้อบกพร่องต่ำเป็นพิเศษ: ความหนาแน่นของสถานะอินเทอร์เฟซ <1×10¹¹cm⁻²·eV⁻¹
• การควบคุมความหนาที่แม่นยำ: ชั้น epi 50-500μm โดยมีการเปลี่ยนแปลงความหนา <±2%
• ประสิทธิภาพอุณหภูมิต่ำ: ต่ำกว่ากระบวนการ CVD 300-500℃
• การเจริญเติบโตของโครงสร้างที่ซับซ้อน: รองรับ pn junctions, superlattices ฯลฯ

3. ข้อดีของประสิทธิภาพการผลิต
3.1 การควบคุมต้นทุน
• การใช้ประโยชน์ของวัตถุดิบ 85% (เทียบกับแบบเดิมที่ 60%)
• ใช้พลังงานลดลง 40% (เมื่อเทียบกับ HVPE)
• อุปกรณ์พร้อมใช้งาน 90% (การออกแบบแบบโมดูลาร์ช่วยลดเวลาหยุดทำงาน)

3.2 การรับรองคุณภาพ
• การควบคุมกระบวนการ 6σ (CPK>1.67)
• การตรวจจับข้อบกพร่องแบบออนไลน์ (ความละเอียด 0.1μm)
• การตรวจสอบย้อนกลับข้อมูลแบบกระบวนการทั้งหมด (พารามิเตอร์แบบเรียลไทม์มากกว่า 2,000 รายการ)

3.3 ความสามารถในการปรับขนาด
• เข้ากันได้กับโพลีไทป์ 4H/6H/3C
• อัพเกรดเป็นโมดูลกระบวนการขนาด 12 นิ้วได้
• รองรับการรวม SiC/GaN แบบเฮเทอโร

4. ข้อดีของการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม
4.1 อุปกรณ์ไฟฟ้า
• วัสดุรองรับความต้านทานต่ำ (0.015-0.025Ω·cm) สำหรับอุปกรณ์ 1200-3300V
• วัสดุพื้นผิวกึ่งฉนวน (>10⁸Ω·cm) สำหรับการใช้งาน RF

4.2 เทคโนโลยีใหม่ที่กำลังเกิดขึ้น
• การสื่อสารแบบควอนตัม: ระดับเสียงรบกวนต่ำมาก (1/f noise<-120dB)
• สภาพแวดล้อมที่รุนแรง: ผลึกที่ทนทานต่อรังสี (เสื่อมสภาพน้อยกว่า 5% หลังจากการฉายรังสี 1×10¹⁶n/cm²)

บริการ XKH

1. อุปกรณ์ที่กำหนดเอง: การกำหนดค่าระบบ TSSG/LPE ที่ปรับแต่ง
2. การฝึกอบรมกระบวนการ: โปรแกรมการฝึกอบรมทางเทคนิคที่ครอบคลุม
3. การสนับสนุนหลังการขาย: การตอบสนองทางเทคนิคและการบำรุงรักษาตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน
4. โซลูชั่นแบบครบวงจร: บริการครบวงจรตั้งแต่การติดตั้งจนถึงการตรวจสอบกระบวนการ
5. การจัดหาวัสดุ: มีแผ่นพื้นผิว SiC/epi-wafer ขนาด 2-12 นิ้วให้เลือก

ข้อดีที่สำคัญได้แก่:
• ความสามารถในการเติบโตของคริสตัลได้สูงถึง 8 นิ้ว
• ความสม่ำเสมอของความต้านทาน <0.5%
• อุปกรณ์มีอายุการใช้งานมากกว่า 95%
• การสนับสนุนด้านเทคนิคตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน