วิธี CVD สำหรับการผลิตวัตถุดิบ SiC ที่มีความบริสุทธิ์สูงในเตาสังเคราะห์ซิลิคอนคาร์ไบด์ที่อุณหภูมิ 1600℃

คำอธิบายโดยย่อ:

เตาสังเคราะห์ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) (CVD) ใช้เทคโนโลยีการตกตะกอนไอสารเคมี (CVD) กับแหล่งซิลิคอนที่เป็นก๊าซ (เช่น SiH₄, SiCl₄) ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ซึ่งจะทำปฏิกิริยากับแหล่งคาร์บอน (เช่น C₃H₈, CH₄) เป็นอุปกรณ์สำคัญสำหรับการปลูกผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงบนพื้นผิว (กราไฟต์หรือเมล็ด SiC) เทคโนโลยีนี้ส่วนใหญ่ใช้ในการเตรียมพื้นผิวผลึกเดี่ยว SiC (4H/6H-SiC) ซึ่งเป็นอุปกรณ์หลักในการผลิตสารกึ่งตัวนำกำลัง (เช่น MOSFET, SBD)

ส่งอีเมลถึงเรา

คุณสมบัติ

หลักการทำงาน:

1. การป้อนสารตั้งต้น ก๊าซแหล่งกำเนิดซิลิคอน (เช่น SiH₄) และก๊าซแหล่งกำเนิดคาร์บอน (เช่น C₃H₈) จะถูกผสมในสัดส่วนที่เหมาะสมและป้อนเข้าสู่ห้องปฏิกิริยา

2. การสลายตัวที่อุณหภูมิสูง: ที่อุณหภูมิสูง 1500~2300℃ การสลายตัวของก๊าซจะสร้างอะตอมที่ว่องไวของ Si และ C ขึ้นมา

3. ปฏิกิริยาบนพื้นผิว: อะตอมของ Si และ C จะถูกสะสมลงบนพื้นผิวของวัสดุตั้งต้นเพื่อสร้างชั้นผลึก SiC

4. การเจริญเติบโตของผลึก: โดยการควบคุมอุณหภูมิ การไหลของก๊าซ และความดัน เพื่อให้เกิดการเจริญเติบโตในทิศทางตามแกน c หรือแกน a

พารามิเตอร์หลัก:

• อุณหภูมิ: 1600~2200℃ (>2000℃ สำหรับ 4H-SiC)

• ความดัน: 50~200 มิลลิบาร์ (ความดันต่ำเพื่อลดการเกิดนิวเคลียสของก๊าซ)

• อัตราส่วนของแก๊ส: Si/C ≈ 1.0~1.2 (เพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องจากการสะสมของ Si หรือ C มากเกินไป)

คุณสมบัติหลัก:

(1) คุณภาพคริสตัล
ความหนาแน่นของข้อบกพร่องต่ำ: ความหนาแน่นของไมโครทิวบูล < 0.5 cm⁻² ความหนาแน่นของดิสโลเคชัน < 10⁴ cm⁻²

การควบคุมชนิดผลึกหลายเหลี่ยม: สามารถปลูกผลึก 4H-SiC (ชนิดหลัก), 6H-SiC, 3C-SiC และผลึกชนิดอื่นๆ ได้

(2) ประสิทธิภาพของอุปกรณ์
เสถียรภาพที่อุณหภูมิสูง: การให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำของกราไฟต์หรือการให้ความร้อนด้วยความต้านทาน อุณหภูมิ >2300℃

การควบคุมความสม่ำเสมอ: การผันผวนของอุณหภูมิ ±5℃ อัตราการเติบโต 10~50 μm/h

ระบบแก๊ส: เครื่องวัดอัตราการไหลมวลความแม่นยำสูง (MFC) ความบริสุทธิ์ของแก๊ส ≥99.999%

(3) ข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยี
ความบริสุทธิ์สูง: ความเข้มข้นของสิ่งเจือปนในพื้นหลัง <10¹⁶ cm⁻³ (N, B เป็นต้น)

ขนาดใหญ่: รองรับการเติบโตของพื้นผิว SiC ขนาด 6"/8"

(4) การใช้พลังงานและต้นทุน
การใช้พลังงานสูง (200~500 กิโลวัตต์ชั่วโมงต่อเตา) คิดเป็น 30%~50% ของต้นทุนการผลิตแผ่นรองพื้น SiC

แอปพลิเคชันหลัก:

1. สารตั้งต้นเซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง: SiC MOSFET สำหรับการผลิตรถยนต์ไฟฟ้าและอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์

2. อุปกรณ์ RF: สถานีฐาน 5G บนพื้นผิว GaN-on-SiC แบบเอพิแท็กเซียล

3. อุปกรณ์สำหรับสภาพแวดล้อมสุดขั้ว: เซ็นเซอร์อุณหภูมิสูงสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค:

ข้อกำหนด	รายละเอียด
ขนาด (ยาว × กว้าง × สูง)	4000 x 3400 x 4300 มม. หรือปรับแต่งได้ตามต้องการ
เส้นผ่านศูนย์กลางห้องเตาเผา	1100 มม.
ความจุในการบรรทุก	50 กก.
ระดับสุญญากาศจำกัด	10-2Pa (2 ชั่วโมงหลังจากปั๊มโมเลกุลเริ่มทำงาน)
อัตราการเพิ่มขึ้นของความดันในห้อง	≤10 Pa/h (หลังการเผา)
จังหวะยกฝาครอบเตาหลอมส่วนล่าง	1500 มม.
วิธีการให้ความร้อน	การให้ความร้อนแบบเหนี่ยวนำ
อุณหภูมิสูงสุดในเตาเผา	2400°C
แหล่งจ่ายไฟความร้อน	2x40kW
การวัดอุณหภูมิ	การวัดอุณหภูมิด้วยอินฟราเรดสองสี
ช่วงอุณหภูมิ	900~3000℃
ความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิ	±1°C
ช่วงแรงดันควบคุม	1~700 มิลลิบาร์
ความแม่นยำในการควบคุมแรงดัน	1~5 มิลลิบาร์ ±0.1 มิลลิบาร์; 5~100 มิลลิบาร์ ±0.2 มิลลิบาร์; 100~700 มิลลิบาร์ ±0.5 มิลลิบาร์
วิธีการโหลด	โหลดที่ต่ำกว่า;
การกำหนดค่าเพิ่มเติม	จุดวัดอุณหภูมิสองจุด สำหรับขนถ่ายสินค้าด้วยรถยก

บริการของ XKH:

XKH ให้บริการครบวงจรสำหรับเตาเผา CVD ซิลิคอนคาร์ไบด์ รวมถึงการปรับแต่งอุปกรณ์ (การออกแบบโซนอุณหภูมิ การกำหนดค่าระบบก๊าซ) การพัฒนาขั้นตอนการผลิต (การควบคุมผลึก การเพิ่มประสิทธิภาพการลดข้อบกพร่อง) การฝึกอบรมทางเทคนิค (การใช้งานและการบำรุงรักษา) และบริการหลังการขาย (การจัดหาชิ้นส่วนอะไหล่ที่สำคัญ การวินิจฉัยระยะไกล) เพื่อช่วยให้ลูกค้าสามารถผลิตแผ่นรองพื้น SiC คุณภาพสูงในปริมาณมาก และยังให้บริการปรับปรุงกระบวนการอย่างต่อเนื่องเพื่อเพิ่มผลผลิตผลึกและประสิทธิภาพการเติบโต