תנור גידול מטילי SiC עבור שיטות TSSG/LPE גבישי SiC בקוטר גדול

תיאור קצר:

תנור גידול מטילי סיליקון קרביד בפאזה נוזלית של XKH משתמש בטכנולוגיות TSSG (Top-Seeded Solution Growth) ו-LPE (Liquid Phase Epitaxy) מובילות בעולם, שתוכננו במיוחד לגידול גביש יחיד SiC באיכות גבוהה. שיטת TSSG מאפשרת גידול של מטילי 4H/6H-SiC בקוטר גדול של 4-8 אינץ' באמצעות בקרת גרדיאנט טמפרטורה מדויקת ומהירות הרמת זרעים, בעוד ששיטת LPE מאפשרת גידול מבוקר של שכבות אפיטקסיאליות SiC בטמפרטורות נמוכות יותר, מתאים במיוחד לשכבות אפיטקסיאליות בעובי פגמים נמוך במיוחד. מערכת גידול מטילי סיליקון קרביד בפאזה נוזלית זו יושמה בהצלחה בייצור תעשייתי של גבישי SiC שונים, כולל מסוג 4H/6H-N וסוג מבודד 4H/6H-SEMI, ומספקת פתרונות מלאים, החל מהציוד ועד לתהליכים.

שלחו לנו אימייל

תכונות

עקרון עבודה

העיקרון המרכזי של גידול מטילי סיליקון קרביד בפאזה נוזלית כרוך בהמסת חומרי גלם SiC בעלי טוהר גבוה במתכות מותכות (למשל, Si, Cr) בטמפרטורה של 1800-2100 מעלות צלזיוס ליצירת תמיסות רוויות, ולאחר מכן גידול כיווני מבוקר של גבישים בודדים של SiC על גבישי זרעים באמצעות ויסות מדויק של גרדיאנט טמפרטורה ורוויון-יתר. טכנולוגיה זו מתאימה במיוחד לייצור גבישים בודדים של 4H/6H-SiC בעלי טוהר גבוה (>99.9995%) עם צפיפות פגמים נמוכה (<100/cm²), ועומדת בדרישות מחמירות של מצע עבור אלקטרוניקת הספק והתקני RF. מערכת גידול הפאזה הנוזלית מאפשרת שליטה מדויקת בסוג מוליכות הגביש (סוג N/P) ובהתנגדות באמצעות הרכב תמיסה אופטימלי ופרמטרי גידול.

רכיבי ליבה

1. מערכת ציד מיוחדת: ציד מרוכב גרפיט/טנטלום בעל טוהר גבוה, עמידות בטמפרטורה >2200°C, עמיד בפני קורוזיה של SiC.

2. מערכת חימום רב-אזורית: חימום משולב התנגדות/אינדוקציה עם דיוק בקרת טמפרטורה של ±0.5°C (טווח 1800-2100°C).

3. מערכת תנועה מדויקת: בקרה כפולה בלולאה סגורה לסיבוב זרעים (0-50 סל"ד) והרמה (0.1-10 מ"מ/שעה).

4. מערכת בקרת אטמוספרה: הגנה מפני ארגון/חנקן בטוהר גבוה, לחץ עבודה מתכוונן (0.1-1 אטמוספרות).

5. מערכת בקרה חכמה: בקרה יתירה של PLC + מחשב תעשייתי עם ניטור ממשק צמיחה בזמן אמת.

6. מערכת קירור יעילה: עיצוב קירור מים מדורג מבטיח פעולה יציבה לטווח ארוך.

השוואה בין TSSG ל-LPE

מאפיינים	שיטת TSSG	שיטת LPE
טמפרטורת גדילה	2000-2100 מעלות צלזיוס	1500-1800 מעלות צלזיוס
קצב צמיחה	0.2-1 מ"מ/שעה	5-50 מיקרומטר/שעה
גודל הגביש	מטילי 4-8 אינץ'	שכבות אפי של 50-500 מיקרומטר
יישום ראשי	הכנת המצע	שכבות אפיות של מכשירי חשמל
צפיפות פגמים	<500/סמ"ר	<100/סמ"ר
פוליטים מתאימים	4H/6H-SiC	4H/3C-SiC

יישומים מרכזיים

1. אלקטרוניקת הספק: מצעים 4H-SiC בגודל 6 אינץ' עבור טרנזיסטורי MOSFET/דיודות של 1200V+.

2. התקני RF 5G: מצעים של SiC מבודדים למחצה עבור מערכות הגברה של תחנות בסיס.

3. יישומי רכב חשמלי: שכבות אפי-שכבה עבות במיוחד (>200 מיקרומטר) עבור מודולים ברמת רכב.

4. ממירי PV: מצעים דלי פגמים המאפשרים יעילות המרה של >99%.

יתרונות מרכזיים

1. עליונות טכנולוגית
1.1 תכנון משולב רב-שיטתי
מערכת גידול מטילי SiC בפאזה נוזלית זו משלבת באופן חדשני טכנולוגיות גידול גבישים של TSSG ו-LPE. מערכת TSSG משתמשת בגידול תמיסה מלמעלה עם הסעה מדויקת של התכה ובקרת גרדיאנט טמפרטורה (ΔT≤5℃/cm), מה שמאפשר גידול יציב של מטילי SiC בקוטר גדול של 4-8 אינץ' עם תפוקות של 15-20 ק"ג בגבישי 6H/4H-SiC. מערכת ה-LPE משתמשת בהרכב ממס אופטימלי (מערכת סגסוגת Si-Cr) ובקרת רוויון יתר (±1%) כדי לגדל שכבות אפיטקסיאליות עבות באיכות גבוהה עם צפיפות פגמים <100/cm² בטמפרטורות נמוכות יחסית (1500-1800℃).

1.2 מערכת בקרה חכמה
מצויד בבקרת צמיחה חכמה מדור רביעי הכוללת:
• ניטור רב-ספקטרלי באתר (טווח אורכי גל 400-2500 ננומטר)
• גילוי רמת התכה מבוסס לייזר (דיוק של ±0.01 מ"מ)
• בקרת קוטר בלולאה סגורה מבוססת CCD (תנודות <±1 מ"מ)
• אופטימיזציה של פרמטרי צמיחה המונעים על ידי בינה מלאכותית (חיסכון של 15% באנרגיה)

2. יתרונות ביצועי התהליך
2.1 נקודות חוזק מרכזיות של שיטת TSSG
• יכולת גידול בגודל גדול: תומך בגדילת גבישים של עד 8 אינץ' עם אחידות קוטר של >99.5%
• גבישיות מעולה: צפיפות פריקה <500/סמ"ר, צפיפות מיקרו-צינורות <5/סמ"ר
• אחידות סימום: <8% שונות התנגדות מסוג n (ופלים בגודל 4 אינץ')
• קצב צמיחה אופטימלי: מתכוונן 0.3-1.2 מ"מ/שעה, מהיר פי 3-5 משיטות פאזה אדים

2.2 נקודות החוזק המרכזיות של שיטת LPE
• אפיטקסיה פגמית נמוכה במיוחד: צפיפות מצב ממשק <1×10¹¹cm⁻²·eV⁻¹
• בקרת עובי מדויקת: שכבות אפי של 50-500 מיקרומטר עם וריאציה של <±2% עובי
• יעילות בטמפרטורה נמוכה: נמוכה ב-300-500 מעלות צלזיוס מתהליכי CVD
• צמיחת מבנה מורכב: תומך בצמתים pn, סופר-סריגים וכו'.

3. יתרונות יעילות ייצור
3.1 בקרת עלויות
• ניצול חומרי גלם של 85% (לעומת 60% קונבנציונלי)
• צריכת אנרגיה נמוכה ב-40% (בהשוואה ל-HVPE)
• זמן פעולה תקינה של הציוד ב-90% (עיצוב מודולרי ממזער את זמן ההשבתה)

3.2 אבטחת איכות
• בקרת תהליך 6σ (CPK>1.67)
• זיהוי פגמים מקוון (רזולוציה של 0.1 מיקרומטר)
• מעקב אחר נתוני תהליכים מלאים (מעל 2000 פרמטרים בזמן אמת)

3.3 מדרגיות
• תואם לפוליטיפוסים 4H/6H/3C
• ניתן לשדרוג למודולי תהליך בגודל 12 אינץ'
• תומך באינטגרציה הטרומית של SiC/GaN

4. יתרונות יישום בתעשייה
4.1 התקני חשמל
• מצעים בעלי התנגדות נמוכה (0.015-0.025Ω·cm) עבור התקנים 1200-3300V
• מצעים מבודדים למחצה (>10⁸Ω·cm) עבור יישומי RF

4.2 טכנולוגיות מתפתחות
• תקשורת קוונטית: מצעים בעלי רעש נמוך במיוחד (רעש 1/f <-120dB)
• סביבות קיצוניות: גבישים עמידים לקרינה (<5% פירוק לאחר הקרנה של 1×10¹⁶n/cm²)

שירותי XKH

1. ציוד מותאם אישית: תצורות מערכת TSSG/LPE מותאמות אישית.
2. הכשרת תהליכים: תוכניות הכשרה טכנית מקיפות.
3. תמיכה לאחר המכירה: מענה טכני ותחזוקה 24/7.
4. פתרונות Turnkey: שירות מקיף, החל מהתקנה ועד לאימות התהליך.
5. אספקת חומרים: מצעים/אפי-ופלים של SiC בגודל 2-12 אינץ' זמינים.

יתרונות עיקריים כוללים:
• יכולת גידול גבישים של עד 8 אינץ'.
• אחידות התנגדות <0.5%.
• זמן פעולה תקינה של הציוד >95%.
• תמיכה טכנית 24/7.