SiC-staafgroeioven voor SiC-kristallen met grote diameter TSSG/LPE-methoden

Korte beschrijving:

De oven voor de groei van siliciumcarbide ingots in vloeibare fase van XKH maakt gebruik van toonaangevende TSSG- (Top-Seeded Solution Growth) en LPE-technologieën (Liquid Phase Epitaxy), speciaal ontworpen voor de groei van hoogwaardige SiC-kristallen. De TSSG-methode maakt de groei mogelijk van 4H/6H-SiC-ingots met een grote diameter van 10-20 cm door middel van nauwkeurige temperatuurgradiënt en controle over de seed-liftsnelheid, terwijl de LPE-methode gecontroleerde groei van SiC-epitaxiale lagen bij lagere temperaturen mogelijk maakt, met name geschikt voor dikke epitaxiale lagen met een ultralaag defectpercentage. Dit systeem voor de groei van siliciumcarbide ingots in vloeibare fase is succesvol toegepast in de industriële productie van diverse SiC-kristallen, waaronder 4H/6H-N- en 4H/6H-SEMI-isolerende kristallen, en biedt complete oplossingen van apparatuur tot processen.

Stuur ons een e-mail

Functies

Werkingsprincipe

Het kernprincipe van de groei van siliciumcarbide ingots in de vloeibare fase omvat het oplossen van hoogzuivere SiC-grondstoffen in gesmolten metalen (bijv. Si, Cr) bij 1800-2100 °C om verzadigde oplossingen te vormen, gevolgd door gecontroleerde, gerichte groei van SiC-kristallen op entkristallen door middel van nauwkeurige temperatuurgradiënt- en oververzadigingsregeling. Deze technologie is met name geschikt voor de productie van hoogzuivere (> 99,9995%) 4H/6H-SiC-kristallen met een lage defectdichtheid (< 100/cm²), die voldoen aan de strenge substraatvereisten voor vermogenselektronica en RF-apparaten. Het groeisysteem in de vloeibare fase maakt een nauwkeurige regeling van het geleidbaarheidstype (N/P-type) en de soortelijke weerstand van het kristal mogelijk door middel van geoptimaliseerde oplossingssamenstelling en groeiparameters.

Kerncomponenten

1. Speciaal smeltkroessysteem: smeltkroes van hoogwaardig grafiet/tantaliumcomposiet, temperatuurbestendig > 2200 °C, bestand tegen SiC-smeltcorrosie.

2. Verwarmingssysteem met meerdere zones: gecombineerde weerstands-/inductieverwarming met een temperatuurregelnauwkeurigheid van ±0,5°C (bereik 1800-2100°C).

3. Precisiebewegingssysteem: dubbele gesloten lusregeling voor zaadrotatie (0-50 tpm) en heffen (0,1-10 mm/u).

4. Atmosfeerregelsysteem: bescherming met argon/stikstof van hoge zuiverheid, instelbare werkdruk (0,1-1 atm).

5. Intelligent besturingssysteem: PLC + redundante industriële pc-besturing met realtime groei-interfacebewaking.

6. Efficiënt koelsysteem: het geleidelijke waterkoelingsontwerp zorgt voor een stabiele werking op de lange termijn.

TSSG versus LPE-vergelijking

Kenmerken	TSSG-methode	LPE-methode
Groeitemperatuur	2000-2100°C	1500-1800°C
Groeipercentage	0,2-1 mm/u	5-50 μm/u
Kristalgrootte	4-8 inch staven	50-500μm epi-lagen
Hoofdtoepassing	Substraatvoorbereiding	Epilagen van het krachtapparaat
Defectdichtheid	<500/cm²	<100/cm²
Geschikte polytypen	4H/6H-SiC	4H/3C-SiC

Belangrijkste toepassingen

1. Vermogenselektronica: 6-inch 4H-SiC-substraten voor 1200V+ MOSFET's/diodes.

2. 5G RF-apparaten: semi-isolerende SiC-substraten voor PA's van basisstations.

3. EV-toepassingen: ultradikke (>200 μm) epi-lagen voor modules van automobielkwaliteit.

4. PV-omvormers: substraten met lage defecten die een conversie-efficiëntie van >99% mogelijk maken.

Belangrijkste voordelen

1. Technologische superioriteit
1.1 Geïntegreerd multi-methode ontwerp
Dit SiC-ingotgroeisysteem met vloeibare fase combineert op innovatieve wijze TSSG- en LPE-kristalgroeitechnologieën. Het TSSG-systeem maakt gebruik van bovengezaaide oplossingsgroei met nauwkeurige smeltconvectie en temperatuurgradiëntcontrole (ΔT≤5℃/cm), wat een stabiele groei van SiC-ingots met een grote diameter van 4-8 inch mogelijk maakt, met een opbrengst van 15-20 kg voor 6H/4H-SiC-kristallen in één run. Het LPE-systeem maakt gebruik van een geoptimaliseerde oplosmiddelsamenstelling (Si-Cr-legeringssysteem) en oververzadigingsregeling (±1%) om hoogwaardige dikke epitaxiale lagen te laten groeien met een defectdichtheid <100/cm² bij relatief lage temperaturen (1500-1800℃).

1.2 Intelligent controlesysteem
Uitgerust met slimme groeicontrole van de 4e generatie met:
• Multispectrale in-situ monitoring (golflengtebereik van 400-2500 nm)
• Lasergebaseerde smeltniveaudetectie (precisie van ±0,01 mm)
• CCD-gebaseerde diameter-gesloten-lusregeling (<±1 mm fluctuatie)
• AI-gestuurde optimalisatie van groeiparameters (15% energiebesparing)

2. Voordelen van procesprestaties
2.1 Kernsterkten van de TSSG-methode
• Groot formaat: Ondersteunt kristalgroei tot 8 inch met een diameteruniformiteit van >99,5%
• Superieure kristalliniteit: dislocatiedichtheid <500/cm², micropijpdichtheid <5/cm²
• Dopinguniformiteit: <8% variatie in n-type weerstand (4-inch wafers)
• Geoptimaliseerde groeisnelheid: instelbaar van 0,3-1,2 mm/u, 3-5× sneller dan dampfasemethoden

2.2 Kernsterktes van de LPE-methode
• Ultra-lage defectepitaxie: interfacetoestandsdichtheid <1×10¹¹cm⁻²·eV⁻¹
• Nauwkeurige diktecontrole: 50-500 μm epi-lagen met <±2% diktevariatie
• Lagetemperatuurrendement: 300-500℃ lager dan CVD-processen
• Groei van complexe structuren: Ondersteunt pn-overgangen, superroosters, enz.

3. Voordelen van productie-efficiëntie
3.1 Kostenbeheersing
• 85% grondstofgebruik (tegenover 60% conventioneel)
• 40% lager energieverbruik (vergeleken met HVPE)
• 90% uptime van de apparatuur (modulaire opbouw minimaliseert downtime)

3.2 Kwaliteitsborging
• 6σ procescontrole (CPK>1,67)
• Online defectdetectie (resolutie van 0,1 μm)
• Volledige traceerbaarheid van procesgegevens (meer dan 2000 realtime parameters)

3.3 Schaalbaarheid
• Compatibel met 4H/6H/3C-polytypen
• Upgradebaar naar 12-inch procesmodules
• Ondersteunt SiC/GaN hetero-integratie

4. Voordelen van industriële toepassingen
4.1 Stroomapparaten
• Substraten met lage weerstand (0,015-0,025 Ω·cm) voor apparaten van 1200-3300 V
• Semi-isolerende substraten (>10⁸Ω·cm) voor RF-toepassingen

4.2 Opkomende technologieën
• Quantumcommunicatie: Substraten met ultralage ruis (1/f ruis <-120 dB)
• Extreme omgevingen: Stralingsbestendige kristallen (<5% degradatie na 1×10¹⁶n/cm² bestraling)

XKH-diensten

1. Aangepaste apparatuur: Op maat gemaakte TSSG/LPE-systeemconfiguraties.
2. Procestraining: Uitgebreide technische trainingsprogramma's.
3. Aftersales-ondersteuning: 24/7 technische respons en onderhoud.
4. Turnkey-oplossingen: complete service van installatie tot procesvalidatie.
5. Materiaalvoorziening: 2-12 inch SiC-substraten/epi-wafers beschikbaar.

Belangrijke voordelen zijn:
• Mogelijkheid tot kristalgroei van maximaal 8 inch.
• Uniformiteit van de soortelijke weerstand <0,5%.
• Beschikbaarheid van apparatuur >95%.
• 24/7 technische ondersteuning.