Phương pháp CVD để sản xuất nguyên liệu thô SiC có độ tinh khiết cao trong lò tổng hợp silicon carbide ở 1600℃.

Mô tả ngắn gọn:

Lò tổng hợp cacbua silic (SiC) (CVD). Nó sử dụng công nghệ lắng đọng hơi hóa học (CVD) để chuyển hóa các nguồn silic dạng khí (ví dụ: SiH₄, SiCl₄) trong môi trường nhiệt độ cao, nơi chúng phản ứng với các nguồn cacbon (ví dụ: C₃H₈, CH₄). Đây là thiết bị quan trọng để nuôi cấy các tinh thể cacbua silic có độ tinh khiết cao trên chất nền (graphit hoặc mầm SiC). Công nghệ này chủ yếu được sử dụng để chuẩn bị chất nền tinh thể đơn SiC (4H/6H-SiC), là thiết bị quy trình cốt lõi để sản xuất chất bán dẫn công suất (như MOSFET, SBD).

Gửi email cho chúng tôi

Đặc trưng

Nguyên lý hoạt động:

1. Cung cấp nguyên liệu ban đầu. Khí nguồn silic (ví dụ: SiH₄) và khí nguồn cacbon (ví dụ: C₃H₈) được trộn theo tỷ lệ thích hợp và đưa vào buồng phản ứng.

2. Phân hủy ở nhiệt độ cao: Ở nhiệt độ cao từ 1500 đến 2300℃, quá trình phân hủy khí tạo ra các nguyên tử hoạt tính Si và C.

3. Phản ứng bề mặt: Các nguyên tử Si và C được lắng đọng trên bề mặt chất nền để tạo thành lớp tinh thể SiC.

4. Sự phát triển tinh thể: Thông qua việc kiểm soát độ dốc nhiệt độ, lưu lượng khí và áp suất, để đạt được sự phát triển theo hướng trục c hoặc trục a.

Các thông số chính:

• Nhiệt độ: 1600~2200℃ (>2000℃ đối với 4H-SiC)

• Áp suất: 50~200 mbar (áp suất thấp để giảm sự hình thành mầm khí)

• Tỷ lệ khí: Si/C ≈ 1,0 ~ 1,2 (để tránh các khuyết tật do làm giàu Si hoặc C)

Các tính năng chính:

(1) Chất lượng tinh thể
Mật độ khuyết tật thấp: mật độ vi ống < 0,5 cm⁻², mật độ lệch mạng < 10⁴ cm⁻².

Kiểm soát loại tinh thể đa tinh thể: có thể nuôi cấy 4H-SiC (phổ biến), 6H-SiC, 3C-SiC và các loại tinh thể khác.

(2) Hiệu suất thiết bị
Độ ổn định nhiệt độ cao: gia nhiệt cảm ứng bằng than chì hoặc gia nhiệt bằng điện trở, nhiệt độ >2300℃.

Kiểm soát độ đồng nhất: dao động nhiệt độ ±5℃, tốc độ tăng trưởng 10~50μm/h.

Hệ thống khí: Lưu lượng kế khối lượng chính xác cao (MFC), độ tinh khiết của khí ≥99,999%.

(3) Ưu điểm công nghệ
Độ tinh khiết cao: Nồng độ tạp chất nền <10¹⁶ cm⁻³ (N, B, v.v.).

Kích thước lớn: Hỗ trợ sự phát triển trên chất nền SiC 6"/8".

(4) Mức tiêu thụ năng lượng và chi phí
Mức tiêu thụ năng lượng cao (200~500kW·h mỗi lò), chiếm 30%~50% chi phí sản xuất chất nền SiC.

Các ứng dụng cốt lõi:

1. Chất nền bán dẫn công suất: MOSFET SiC dùng trong sản xuất xe điện và bộ biến tần quang điện.

2. Thiết bị RF: Trạm gốc 5G sử dụng chất nền GaN-trên-SiC dạng màng mỏng.

3. Thiết bị hoạt động trong môi trường khắc nghiệt: cảm biến nhiệt độ cao cho ngành hàng không vũ trụ và nhà máy điện hạt nhân.

Thông số kỹ thuật:

Thông số kỹ thuật	Chi tiết
Kích thước (Dài × Rộng × Cao)	4000 x 3400 x 4300 mm hoặc tùy chỉnh
Đường kính buồng lò	1100mm
Khả năng chịu tải	50kg
Mức độ chân không giới hạn	10-2Pa (2 giờ sau khi bơm phân tử bắt đầu hoạt động)
tốc độ tăng áp suất buồng	≤10Pa/h (sau khi nung)
Hành trình nâng nắp lò phía dưới	1500mm
Phương pháp gia nhiệt	Gia nhiệt cảm ứng
Nhiệt độ tối đa trong lò nung	2400°C
Nguồn điện sưởi ấm	2X40kW
Đo nhiệt độ	Đo nhiệt độ hồng ngoại hai màu
Phạm vi nhiệt độ	900~3000℃
Độ chính xác kiểm soát nhiệt độ	±1°C
Kiểm soát phạm vi áp suất	1~700 mbar
Độ chính xác của việc kiểm soát áp suất	1~5 mbar ±0,1 mbar; 5~100mbar ±0,2mbar; 100~700 mbar ±0,5 mbar
Phương thức tải	Tải trọng thấp hơn;
Cấu hình tùy chọn	Điểm đo nhiệt độ kép, xe nâng hàng bốc dỡ hàng.

Dịch vụ XKH:

XKH cung cấp dịch vụ trọn gói cho lò CVD silicon carbide, bao gồm tùy chỉnh thiết bị (thiết kế vùng nhiệt độ, cấu hình hệ thống khí), phát triển quy trình (kiểm soát tinh thể, tối ưu hóa khuyết tật), đào tạo kỹ thuật (vận hành và bảo trì) và hỗ trợ sau bán hàng (cung cấp phụ tùng các bộ phận chính, chẩn đoán từ xa) để giúp khách hàng đạt được sản xuất hàng loạt chất nền SiC chất lượng cao. Đồng thời cung cấp dịch vụ nâng cấp quy trình để liên tục cải thiện năng suất tinh thể và hiệu quả tăng trưởng.