کوره کریستالی بلند مقاوم در برابر کاربید سیلیکون که شمش SiC با قطر 6/8/12 اینچ را به روش PVT کریستالی تولید می‌کند

شرح مختصر:

کوره رشد مقاومتی کاربید سیلیکون (روش PVT، روش انتقال بخار فیزیکی) یک تجهیز کلیدی برای رشد تک کریستال کاربید سیلیکون (SiC) با استفاده از اصل تصعید-تبلور مجدد در دمای بالا است. این فناوری از گرمایش مقاومتی (بدنه گرمایش گرافیتی) برای تصعید ماده اولیه SiC در دمای بالای 2000 تا 2500 درجه سانتیگراد و تبلور مجدد در ناحیه دمای پایین (کریستال بذر) برای تشکیل یک تک کریستال SiC با کیفیت بالا (4H/6H-SiC) استفاده می‌کند. روش PVT فرآیند اصلی برای تولید انبوه زیرلایه‌های SiC با قطر 6 اینچ و کمتر است که به طور گسترده در آماده‌سازی زیرلایه نیمه‌هادی‌های قدرت (مانند MOSFETها، SBD) و دستگاه‌های فرکانس رادیویی (GaN-on-SiC) استفاده می‌شود.

برای ما ایمیل ارسال کنید

ویژگی‌ها

اصل کار：

۱. بارگذاری مواد اولیه: پودر (یا بلوک) SiC با خلوص بالا که در انتهای بوته گرافیتی (منطقه دمای بالا) قرار داده شده است.

۲. محیط خلاء/خنثی: محفظه کوره (کمتر از ۱۰⁻³ میلی بار) را خلاء کنید یا گاز بی‌اثر (آرگون) را عبور دهید.

۳. تصعید در دمای بالا: گرمایش مقاومتی تا ۲۰۰۰ تا ۲۵۰۰ درجه سانتیگراد، تجزیه SiC به Si، Si₂C، SiC₂ و سایر اجزای فاز گازی.

۴. انتقال فاز گازی: گرادیان دما، انتشار ماده فاز گازی را به ناحیه دمای پایین (انتهای دانه) هدایت می‌کند.

۵. رشد کریستال: فاز گازی روی سطح کریستال بذر (Seed Crystal) دوباره متبلور می‌شود و در جهتی در امتداد محور C یا محور A رشد می‌کند.

پارامترهای کلیدی:

۱. گرادیان دما: ۲۰ تا ۵۰ درجه سانتیگراد بر سانتی‌متر (کنترل نرخ رشد و تراکم نقص).

۲. فشار: ۱ تا ۱۰۰ میلی‌بار (فشار پایین برای کاهش ناخالصی).

۳. نرخ رشد: ۰.۱ تا ۱ میلی‌متر در ساعت (که بر کیفیت کریستال و راندمان تولید تأثیر می‌گذارد).

ویژگی‌های اصلی:

(1) کیفیت کریستال
چگالی نقص کم: چگالی میکروتوبول کمتر از ۱ سانتی‌متر مربع، چگالی نابجایی ۱۰³~۱۰⁴ سانتی‌متر مربع (از طریق بهینه‌سازی دانه و کنترل فرآیند).

کنترل نوع پلی کریستالی: می‌تواند 4H-SiC (جریان اصلی)، 6H-SiC، نسبت 4H-SiC >90% را رشد دهد (نیاز به کنترل دقیق گرادیان دما و نسبت استوکیومتری فاز گاز).

(2) عملکرد تجهیزات
پایداری در دمای بالا: دمای بدنه گرمایش گرافیتی >2500℃، بدنه کوره از طراحی عایق چند لایه (مانند نمد گرافیتی + ژاکت خنک شونده با آب) استفاده می‌کند.

کنترل یکنواختی: نوسانات دمای محوری/شعاعی ±5 درجه سانتیگراد، ثبات قطر کریستال را تضمین می‌کند (انحراف ضخامت زیرلایه 6 اینچی کمتر از 5٪).

درجه اتوماسیون: سیستم کنترل PLC یکپارچه، نظارت بر دما، فشار و نرخ رشد در زمان واقعی.

(3) مزایای تکنولوژیکی
استفاده‌ی بالا از مواد: نرخ تبدیل مواد اولیه > 70٪ (بهتر از روش CVD).

سازگاری با اندازه‌های بزرگ: تولید انبوه ۶ اینچی انجام شده است، ۸ اینچی در مرحله توسعه است.

(4) مصرف انرژی و هزینه
مصرف انرژی یک کوره به تنهایی 300 تا 800 کیلووات ساعت است که 40 تا 60 درصد از هزینه تولید زیرلایه SiC را تشکیل می‌دهد.

سرمایه‌گذاری تجهیزات بالا است (۱.۵ میلیون و ۳ میلیون دلار برای هر واحد)، اما هزینه زیرلایه واحد کمتر از روش CVD است.

برنامه‌های کاربردی اصلی:

۱. الکترونیک قدرت: زیرلایه SiC MOSFET برای اینورتر خودروهای الکتریکی و اینورتر فتوولتائیک.

۲. دستگاه‌های RF: ایستگاه پایه ۵G، زیرلایه اپیتاکسیال GaN-on-SiC (عمدتاً ۴H-SiC).

۳. دستگاه‌های محیط‌های با شرایط سخت: حسگرهای دما و فشار بالا برای تجهیزات هوافضا و انرژی هسته‌ای.

پارامترهای فنی：

مشخصات	جزئیات
ابعاد (طول × عرض × ارتفاع)	2500 × 2400 × 3456 میلی‌متر یا سفارشی‌سازی
قطر بوته	۹۰۰ میلی‌متر
فشار خلاء نهایی	۶ × ۱۰⁻⁴ پاسکال (پس از ۱.۵ ساعت خلاء)
میزان نشت	≤5 Pa/12h (پخت)
قطر شفت چرخش	۵۰ میلی‌متر
سرعت چرخش	۰.۵ تا ۵ دور در دقیقه
روش گرمایش	گرمایش با مقاومت الکتریکی
حداکثر دمای کوره	۲۵۰۰ درجه سانتیگراد
قدرت گرمایش	۴۰ کیلووات × ۲ × ۲۰ کیلووات
اندازه‌گیری دما	پیرومتر مادون قرمز دو رنگ
محدوده دما	۹۰۰–۳۰۰۰ درجه سانتی‌گراد
دقت دما	±۱ درجه سانتی‌گراد
محدوده فشار	۱–۷۰۰ میلی‌بار
دقت کنترل فشار	۱–۱۰ میلی‌بار: ±۰.۵٪ FS؛ ۱۰–۱۰۰ میلی‌بار: ±۰.۵٪ FS؛ ۱۰۰–۷۰۰ میلی بار: ±۰.۵٪ FS
نوع عملیات	بارگیری از پایین، گزینه‌های ایمنی دستی/اتوماتیک
ویژگی‌های اختیاری	اندازه‌گیری دوگانه دما، چندین منطقه گرمایشی

خدمات XKH:

شرکت XKH تمام خدمات فرآیندی کوره SiC PVT، شامل سفارشی‌سازی تجهیزات (طراحی میدان حرارتی، کنترل خودکار)، توسعه فرآیند (کنترل شکل کریستال، بهینه‌سازی نقص)، آموزش فنی (بهره‌برداری و نگهداری) و پشتیبانی پس از فروش (تعویض قطعات گرافیتی، کالیبراسیون میدان حرارتی) را برای کمک به مشتریان در دستیابی به تولید انبوه کریستال sic با کیفیت بالا ارائه می‌دهد. ما همچنین خدمات ارتقاء فرآیند را برای بهبود مداوم بازده کریستال و راندمان رشد، با زمان تحویل معمول 3 تا 6 ماه ارائه می‌دهیم.