کوره رشد شمش SiC برای روش‌های TSSG/LPE کریستال SiC با قطر بزرگ

شرح مختصر:

کوره رشد شمش کاربید سیلیکون فاز مایع XKH از فناوری‌های پیشرو در جهان TSSG (رشد محلول از بالا) و LPE (اپیتاکسی فاز مایع) استفاده می‌کند که به طور خاص برای رشد تک بلور SiC با کیفیت بالا طراحی شده‌اند. روش TSSG امکان رشد شمش‌های 4H/6H-SiC با قطر بزرگ 4-8 اینچ را از طریق گرادیان دمایی دقیق و کنترل سرعت بلند کردن دانه فراهم می‌کند، در حالی که روش LPE رشد کنترل‌شده لایه‌های اپیتاکسیال SiC را در دماهای پایین‌تر تسهیل می‌کند، به ویژه برای لایه‌های اپیتاکسیال ضخیم با نقص بسیار کم مناسب است. این سیستم رشد شمش کاربید سیلیکون فاز مایع با موفقیت در تولید صنعتی بلورهای مختلف SiC از جمله نوع 4H/6H-N و نوع عایق 4H/6H-SEMI به کار گرفته شده است و راه‌حل‌های کاملی را از تجهیزات تا فرآیندها ارائه می‌دهد.

برای ما ایمیل ارسال کنید

ویژگی‌ها

اصل کار

اصل اساسی رشد شمش کاربید سیلیکون در فاز مایع شامل حل کردن مواد اولیه SiC با خلوص بالا در فلزات مذاب (به عنوان مثال، Si، Cr) در دمای 1800-2100 درجه سانتیگراد برای تشکیل محلول‌های اشباع شده و به دنبال آن رشد جهت‌دار کنترل‌شده تک بلورهای SiC بر روی بلورهای بذر از طریق گرادیان دمایی دقیق و تنظیم فوق اشباع است. این فناوری به ویژه برای تولید تک بلورهای 4H/6H-SiC با خلوص بالا (>99.9995%) با چگالی نقص کم (<100/cm²) مناسب است و الزامات سختگیرانه زیرلایه برای الکترونیک قدرت و دستگاه‌های RF را برآورده می‌کند. سیستم رشد فاز مایع امکان کنترل دقیق نوع رسانایی کریستال (نوع N/P) و مقاومت ویژه را از طریق ترکیب بهینه محلول و پارامترهای رشد فراهم می‌کند.

اجزای اصلی

۱. سیستم بوته مخصوص: بوته کامپوزیت گرافیت/تانتالیوم با خلوص بالا، مقاومت دمایی >۲۲۰۰ درجه سانتیگراد، مقاوم در برابر خوردگی مذاب SiC.

۲. سیستم گرمایش چند منطقه‌ای: گرمایش ترکیبی مقاومتی/القایی با دقت کنترل دما ±۰.۵ درجه سانتیگراد (محدوده ۱۸۰۰-۲۱۰۰ درجه سانتیگراد).

۳. سیستم حرکت دقیق: کنترل حلقه بسته دوگانه برای چرخش بذر (۰-۵۰ دور در دقیقه) و بلند کردن (۰.۱-۱۰ میلی‌متر در ساعت).

۴. سیستم کنترل اتمسفر: محافظت آرگون/نیتروژن با خلوص بالا، فشار کاری قابل تنظیم (۰.۱-۱ اتمسفر).

۵. سیستم کنترل هوشمند: کنترل افزونه PLC + کامپیوتر صنعتی با نظارت بر رابط کاربری رشد در زمان واقعی.

۶. سیستم خنک‌کننده کارآمد: طراحی خنک‌کننده آب درجه‌بندی‌شده، عملکرد پایدار درازمدت را تضمین می‌کند.

مقایسه TSSG و LPE

ویژگی‌ها	روش TSSG	روش LPE
دمای رشد	۲۰۰۰-۲۱۰۰ درجه سانتی‌گراد	۱۵۰۰-۱۸۰۰ درجه سانتی‌گراد
نرخ رشد	0.2-1 میلی‌متر در ساعت	5-50 میکرومتر در ساعت
اندازه کریستال	شمش‌های ۴-۸ اینچی	لایه‌های اپی ۵۰-۵۰۰ میکرومتری
کاربرد اصلی	آماده سازی بستر	لایه‌های رویی دستگاه‌های قدرت
تراکم نقص	<500/cm²	<100/سانتی‌متر مربع
پلی‌تایپ‌های مناسب	4H/6H-SiC	4H/3C-SiC

کاربردهای کلیدی

۱. الکترونیک قدرت: زیرلایه‌های ۶ اینچی ۴H-SiC برای ماسفت‌ها/دیودهای ۱۲۰۰ ولت به بالا.

۲. دستگاه‌های 5G RF: زیرلایه‌های نیمه عایق SiC برای تقویت‌کننده‌های توان ایستگاه پایه.

۳. کاربردهای خودروهای برقی: لایه‌های رویی فوق ضخیم (>۲۰۰ میکرومتر) برای ماژول‌های درجه خودرو.

۴. اینورترهای فتوولتائیک: زیرلایه‌های کم‌عیب که راندمان تبدیل بیش از ۹۹٪ را ممکن می‌سازند.

مزایای اصلی

۱. برتری تکنولوژیکی
۱.۱ طراحی چند روشی یکپارچه
این سیستم رشد شمش SiC فاز مایع، به طور نوآورانه‌ای فناوری‌های رشد کریستال TSSG و LPE را ترکیب می‌کند. سیستم TSSG از رشد محلول از بالا با کنترل دقیق همرفت مذاب و گرادیان دما (ΔT≤5℃/cm) استفاده می‌کند و امکان رشد پایدار شمش‌های SiC با قطر بزرگ 4-8 اینچ را با بازده تک مرحله‌ای 15-20 کیلوگرم برای کریستال‌های 6H/4H-SiC فراهم می‌کند. سیستم LPE از ترکیب حلال بهینه شده (سیستم آلیاژ Si-Cr) و کنترل فوق اشباع (±1%) برای رشد لایه‌های اپیتاکسیال ضخیم با کیفیت بالا با چگالی نقص <100/cm² در دماهای نسبتاً پایین (1500-1800℃) استفاده می‌کند.

۱.۲ سیستم کنترل هوشمند
مجهز به کنترل رشد هوشمند نسل چهارم با ویژگی‌های زیر:
• پایش چند طیفی در محل (محدوده طول موج ۴۰۰-۲۵۰۰ نانومتر)
• تشخیص سطح مذاب مبتنی بر لیزر (دقت ±0.01 میلی‌متر)
• کنترل حلقه بسته قطر مبتنی بر CCD (نوسان کمتر از ±1 میلی‌متر)
• بهینه‌سازی پارامترهای رشد با هوش مصنوعی (۱۵٪ صرفه‌جویی در مصرف انرژی)

۲. مزایای عملکرد فرآیند
۲.۱ نقاط قوت اصلی روش TSSG
• قابلیت رشد در اندازه بزرگ: پشتیبانی از رشد کریستال تا ۸ اینچ با یکنواختی قطر بیش از ۹۹.۵٪
• بلورینگی عالی: چگالی نابجایی <500/cm²، چگالی میکروپایپ <5/cm²
• یکنواختی آلایش: کمتر از ۸٪ تغییر مقاومت ویژه نوع n (ویفرهای ۴ اینچی)
• نرخ رشد بهینه: قابل تنظیم 0.3-1.2 میلی‌متر بر ساعت، 3-5 برابر سریع‌تر از روش‌های فاز بخار

۲.۲ نقاط قوت اصلی روش LPE
• اپیتاکسی با نقص بسیار کم: چگالی حالت فصل مشترک <1×10¹¹cm⁻²·eV⁻¹
• کنترل دقیق ضخامت: لایه‌های اپی‌لایه ۵۰-۵۰۰ میکرومتر با تغییر ضخامت کمتر از ۲٪±
• راندمان دمای پایین: 300-500℃ کمتر از فرآیندهای CVD
• رشد ساختار پیچیده: از اتصالات pn، ابرشبکه‌ها و غیره پشتیبانی می‌کند.

۳. مزایای بهره‌وری تولید
۳.۱ کنترل هزینه
• ۸۵٪ استفاده از مواد اولیه (در مقایسه با ۶۰٪ روش‌های مرسوم)
• 40٪ مصرف انرژی کمتر (در مقایسه با HVPE)
• ۹۰٪ زمان آماده به کار تجهیزات (طراحی ماژولار، زمان از کارافتادگی را به حداقل می‌رساند)

۳.۲ تضمین کیفیت
• کنترل فرآیند 6σ (CPK>1.67)
• تشخیص آنلاین نقص (با وضوح 0.1 میکرومتر)
• قابلیت ردیابی کامل داده‌ها (بیش از ۲۰۰۰ پارامتر در لحظه)

۳.۳ مقیاس‌پذیری
• سازگار با پلی‌تایپ‌های 4H/6H/3C
• قابل ارتقا به ماژول‌های پردازش ۱۲ اینچی
• پشتیبانی از ادغام ناهمگن SiC/GaN

۴. مزایای کاربرد صنعتی
۴.۱ دستگاه‌های قدرت
• زیرلایه‌های با مقاومت ویژه پایین (0.015-0.025Ω·cm) برای دستگاه‌های 1200-3300V
• زیرلایه‌های نیمه عایق (>10⁸Ω·cm) برای کاربردهای RF

۴.۲ فناوری‌های نوظهور
• ارتباطات کوانتومی: زیرلایه‌های نویز بسیار کم (نویز 1/f <-120dB)
• محیط‌های سخت: کریستال‌های مقاوم در برابر تابش (تخریب کمتر از ۵٪ پس از تابش ۱×۱۰¹⁶n/cm²)

خدمات XKH

۱. تجهیزات سفارشی: پیکربندی‌های سفارشی سیستم TSSG/LPE.
۲. آموزش فرآیند: برنامه‌های جامع آموزش فنی.
۳. پشتیبانی پس از فروش: پاسخگویی و نگهداری فنی ۲۴ ساعته و ۷ روز هفته.
۴. راهکارهای آماده ارائه: خدمات کامل از نصب تا اعتبارسنجی فرآیند.
۵. تامین مواد: زیرلایه‌ها/ویفرهای اپی SiC با قطر ۲ تا ۱۲ اینچ موجود است.

مزایای کلیدی عبارتند از:
• قابلیت رشد کریستال تا ۸ اینچ.
• یکنواختی مقاومت ویژه <0.5%.
• زمان آماده به کار تجهیزات >95%.
• پشتیبانی فنی ۲۴ ساعته و ۷ روز هفته.