Lò nung tinh thể dài kháng silicon carbide phát triển tinh thể thỏi SiC 6/8/12 inch theo phương pháp PVT

Lò nung tinh thể dài kháng silicon carbide phát triển tinh thể thỏi SiC 6/8/12 inch inch Phương pháp PVT Hình ảnh nổi bật

Mô tả ngắn gọn:

Lò phát triển điện trở silicon carbide (phương pháp PVT, phương pháp truyền hơi vật lý) là thiết bị chính để phát triển tinh thể đơn silicon carbide (SiC) theo nguyên lý thăng hoa-kết tinh lại ở nhiệt độ cao. Công nghệ này sử dụng nhiệt điện trở (thân nhiệt graphite) để thăng hoa nguyên liệu SiC ở nhiệt độ cao 2000~2500℃ và kết tinh lại ở vùng nhiệt độ thấp (tinh thể mầm) để tạo thành tinh thể đơn SiC chất lượng cao (4H/6H-SiC). Phương pháp PVT là quy trình chính để sản xuất hàng loạt các chất nền SiC có kích thước 6 inch trở xuống, được sử dụng rộng rãi trong quá trình chuẩn bị chất nền của chất bán dẫn công suất (như MOSFET, SBD) và các thiết bị tần số vô tuyến (GaN-on-SiC).

Gửi email cho chúng tôi

Chi tiết sản phẩm

Thẻ sản phẩm

Nguyên lý hoạt động:

1. Nạp nguyên liệu thô: bột SiC có độ tinh khiết cao (hoặc khối) được đặt ở đáy nồi nấu than chì (vùng nhiệt độ cao).

2. Môi trường chân không/trơ: hút chân không buồng lò (<10⁻³ mbar) hoặc đưa khí trơ (Ar).

3. Thăng hoa ở nhiệt độ cao: nung nóng điện trở đến 2000~2500℃, SiC phân hủy thành Si, Si₂C, SiC₂ và các thành phần pha khí khác.

4. Truyền pha khí: sự chênh lệch nhiệt độ thúc đẩy sự khuếch tán của vật liệu pha khí đến vùng nhiệt độ thấp (đầu hạt giống).

5. Sự phát triển của tinh thể: Pha khí kết tinh lại trên bề mặt của Tinh thể hạt và phát triển theo hướng dọc theo trục C hoặc trục A.

Các thông số chính:

1. Độ dốc nhiệt độ: 20~50℃/cm (kiểm soát tốc độ tăng trưởng và mật độ khuyết tật).

2. Áp suất: 1~100mbar (áp suất thấp để giảm sự kết hợp tạp chất).

3. Tốc độ tăng trưởng: 0,1~1mm/h (ảnh hưởng đến chất lượng tinh thể và hiệu quả sản xuất).

Các tính năng chính:

(1) Chất lượng tinh thể
Mật độ khuyết tật thấp: mật độ vi ống <1 cm⁻², mật độ sai lệch 10³~10⁴ cm⁻² (thông qua tối ưu hóa hạt giống và kiểm soát quy trình).

Kiểm soát loại đa tinh thể: có thể phát triển tỷ lệ 4H-SiC (chính), 6H-SiC, 4H-SiC >90% (cần kiểm soát chính xác độ dốc nhiệt độ và tỷ lệ thành phần pha khí).

(2) Hiệu suất thiết bị
Độ ổn định nhiệt độ cao: nhiệt độ thân lò nung graphite >2500℃, thân lò sử dụng thiết kế cách nhiệt nhiều lớp (như lớp nỉ graphite + lớp vỏ làm mát bằng nước).

Kiểm soát tính đồng nhất: Biến động nhiệt độ theo trục/hướng kính ±5 ° C đảm bảo tính đồng nhất của đường kính tinh thể (độ lệch độ dày của chất nền 6 inch <5%).

Mức độ tự động hóa: Hệ thống điều khiển PLC tích hợp, giám sát nhiệt độ, áp suất và tốc độ tăng trưởng theo thời gian thực.

(3) Ưu điểm về công nghệ
Tỷ lệ sử dụng vật liệu cao: tỷ lệ chuyển đổi nguyên liệu thô >70% (tốt hơn phương pháp CVD).

Khả năng tương thích với kích thước lớn: Đã sản xuất hàng loạt kích thước 6 inch, kích thước 8 inch đang trong giai đoạn phát triển.

(4) Tiêu thụ năng lượng và chi phí
Mức tiêu thụ năng lượng của một lò nung đơn là 300~800kW·h, chiếm 40%~60% chi phí sản xuất nền SiC.

Đầu tư thiết bị cao (1,5 triệu 3 triệu cho một đơn vị), nhưng chi phí chất nền đơn vị thấp hơn phương pháp CVD.

Ứng dụng cốt lõi:

1. Điện tử công suất: Nền tảng SiC MOSFET cho biến tần xe điện và biến tần quang điện.

2. Thiết bị Rf: Trạm gốc 5G GaN-on-SiC chất nền epitaxial (chủ yếu là 4H-SiC).

3. Thiết bị môi trường khắc nghiệt: cảm biến nhiệt độ cao và áp suất cao cho thiết bị hàng không vũ trụ và năng lượng hạt nhân.

Thông số kỹ thuật:

Đặc điểm kỹ thuật	Chi tiết
Kích thước (D × R × C)	2500 × 2400 × 3456 mm hoặc tùy chỉnh
Đường kính nồi nấu	900mm
Áp suất chân không tối đa	6 × 10⁻⁴ Pa (sau 1,5 giờ chân không)
Tỷ lệ rò rỉ	≤5 Pa/12h (nướng)
Đường kính trục quay	50mm
Tốc độ quay	0,5–5 vòng/phút
Phương pháp sưởi ấm	Sưởi ấm bằng điện trở
Nhiệt độ lò tối đa	2500°C
Công suất sưởi ấm	40kW × 2 × 20kW
Đo nhiệt độ	Nhiệt kế hồng ngoại hai màu
Phạm vi nhiệt độ	900–3000°C
Độ chính xác nhiệt độ	±1°C
Phạm vi áp suất	1–700 mbar
Độ chính xác kiểm soát áp suất	1–10 mbar: ±0,5% áp suất; 10–100 mbar: ±0,5% áp suất; 100–700 mbar: ±0,5% áp suất
Loại hoạt động	Tải dưới, tùy chọn an toàn thủ công/tự động
Tính năng tùy chọn	Đo nhiệt độ kép, nhiều vùng gia nhiệt

Dịch vụ XKH:

XKH cung cấp toàn bộ dịch vụ quy trình của lò SiC PVT, bao gồm tùy chỉnh thiết bị (thiết kế trường nhiệt, điều khiển tự động), phát triển quy trình (kiểm soát hình dạng tinh thể, tối ưu hóa khuyết tật), đào tạo kỹ thuật (vận hành và bảo trì) và hỗ trợ sau bán hàng (thay thế các bộ phận than chì, hiệu chuẩn trường nhiệt) để giúp khách hàng đạt được sản xuất hàng loạt tinh thể sic chất lượng cao. Chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ nâng cấp quy trình để liên tục cải thiện hiệu suất sản xuất và tăng trưởng tinh thể, với thời gian giao hàng thông thường là 3-6 tháng.