На основу 8-инчних технологија силицијумског карбида технологија кристала

       Силиконски карбид је један од идеалних материјала за прављење високих температура, високог фреквенцијских и високонапонских уређаја. Да би се побољшала ефикасност производње и смањење трошкова, припрема силицијума са силиконским карбидима важан је правац развоја. Циљ на процесне захтеве8-инчни раст силицијумског карбида (сиц), Анализиран је механизам раста методе силицијум карбидне физичке паре (Пвт), систем грејања (ТАЦ водич за водиљке ТАЦ пресвучен,ТАЦ пресвучени прстенови, ТАЦ пресвучена плоча, ТАЦ пресвучен три-петални прстен ТАЦ пресвучен Тро-латица, ТАЦ-ов држач пресвучен, порозним графитом, меканим филмом, чврст је осетио суцептор кристалног раста кристала и другиПоједини делови за раст кристалног кристалаОбезбеђује Сетек полуводич), проучавана је крстална контрола параметара и процеса контрола силицијум карбида, а пећ за раст кристала и 8-инчни кристали су успешно припремљени и израђени кроз анализу термичког теренског симулације и експериментима.

Увођење

      Силицијум карбида (СИЦ) је типичан представник полуводичких материјала треће генерације. Има предности перформанси, попут веће ширине опсега, веће поље електричне енергије и веће топлотне проводљивости. Добро се изводи на пољима високе температуре, високог и високих фреквенција и постало је један од главних упутстава за развој у области полуводичке технологије материјала.  Тренутно индустријски раст кристала силицијума карабида углавном користи физички превоз паре (ПВТ), који укључује сложене проблеме са више физичког поља више фаза, вишекомпонентне, вишекомпонентне, вишеструке топлотне и масовне интеракције протока топлоте и магнето-електричне топлоте. Стога је дизајн система раста ПВТ тешко и мерење и контрола параметара процеса токомПроцес раста кристалаТешко је, што је резултирало потешкоћама у контроли квалитетних оштећења одраслих кристала силицијума и мале величине кристала, тако да трошкови уређаја са силицијумним карбидом као супстрат остаје висок.

      Опрема за производњу силицијум карбида темељ је технологије силицијума и индустријског развоја. Технички ниво, могућност процеса и независна гаранција јединствене пећи раста кристала је кључ за развој силицијумних карбидних материјала у правцу велике величине и високих приноса, а такође су главни фактори који возе трећу генерацију полуводичку индустрију треће генерације полуводичка индустрија треће генерације и великог квалитета. У полуводичким уређајима са силиконским карбидом једноструким кристалом као подлогом, вредност супстрата рачуна за највећи пропорција, око 50%. Развој висококвалитетне висококвалитетне брзине кристалне растове кристалне карбидне кристала, побољшање брзине приноса и раста силицијума и смањење трошкова производње су кључног значаја за примену повезаних уређаја. Да би се повећала капацитет производње и даље смањити просечне трошкове уређаја за силицијум карбида, ширење величине силицијум-карбид подлога један је од важних начина. Тренутно је међународна маинстреам силицијум-карбидна величина супстрата супстрата 6 инча, а брзо је напредовала на 8 инча.

       Главне технологије које је потребно да се реше у развоју 8-инчних пећи за силиконским карбидима укључују: (1) дизајн термичке структуре велике величине да би се добио мањи градијент температуре и широки градијент уздужне температуре погодан за раст од 8-инчних кристала силицијума. (2) Круницибилна ротација велике величине и смањење механизма покрета, тако да се лошића ротира током процеса раста кристала и креће се у односу на завојницу према захтевима процеса како би се осигурала конзистентност од 8-инчних кристала и олакшавање раста и дебљине. (3) Аутоматска контрола параметара процеса у динамичким условима који задовољавају потребе висококвалитетног процеса раста кристала.

1 механизам раста кристала ПВТ-а

       ПВТ метода је припрема једноструких кристала силицијум-карбида постављањем система СИЦ-а на дно цилиндричне густе графите Цруцибле, а кристал семена СИЦ-а поставља се у близини прекривеног поклопца. Круницибил је загреван на 2 300 ~ 2 400 ℃ индукцијом или отпором или отпорношћу изолиран и изолиран графитом илипорозни графит. Главне супстанце које се превозе из СИЦ-а у семени кристал су СИ, Си2Ц молекуле и СИЦ2. Температура у семеном кристалу контролише се да је нешто нижа од оне на доњем микро-праху, а у лонљиви се формира градијент аксијалне температуре. Као што је приказано на слици 1, микро-прах Силицијум карбида сублимира на високом температури да формира реакциони гасови различитих компоненти гаса, што достижу семенски кристал са нижим температурама испод погона температуре градијента и кристализирају на њега да би формирао цилиндрични силицијум ингот.

Главне хемијске реакције раста ПВТ-а су:

Сиц (с) ⇌ си (г) + ц (с)

2Сиц ⇌ и₂Ц (г) + Ц (с)

2СИЦ ⇌ сиц2 (г) + си (л, г)

Сиц (с) ⇌ сиц (г)

Карактеристике раста ПВТ-а СИЦ појединачних кристала су:

1) Постоје два интерфејса на мрежи: један је интерфејс пудера за гас-сиц, а други је интерфејс за гас.

2) гасна фаза састоји се од две врсте супстанци: Једна је инертна молекула уведена у систем; Други је компонента гасне фазе СИМЦН произведена распадањем и сублимацијомСинови. Компоненте на гасном фазу Симцн међусобно комуницирају и део такозване компоненте Црсталин Цристални Цристал Гас СИМЦН који испуњава захтеве процеса кристализације прерастиће у СИЦ кристал.

3) У чврстом силиконском карабидном праху ће се појавити чврсти фазни реакције између честица које нису сублимирале, укључујући неке честице које чине порозне керамичке тела кроз синтеровање, неке честице које формирају зрнате са одређеном величином честица и кристалографским честицама, а неке честице кристализације, а неке честице кристализације, а неке честице обогаћивања силицијума и честице које богате од силицијума и угљеника не биле се налазе на честице обогаћине и угљених честица угљеника и честица угљеника и честице угљеника. Сублимација.

4) Током процеса раста кристала појавеће се две фазне промене: Једна је да се чврстих честица пудера од силицијума карабида трансформишу у компоненте гасних фаза СИМЦН кроз не-стоикометријско распадање и сублимацију, а други је да се компоненте фазе гаса СИМЦН трансформишу у честице решетке.

2 Дизајн опреме 

      Као што је приказано на слици 2, силиконски фребидни пећ за раст кристала углавном укључује: горње склопове поклопца, коморе, систем грејања, мрље механизам за ротацију, нижи механизам за подизање поклопца и систем електричне контроле.

2.1 Систем грејања 

     Као што је приказано на слици 3, систем грејања усваја индукцијско гријање и састоји се од индукцијске завојнице, аГрафит Цруцибле, изолациони слој (крути осећај, мекан осећај), итд. Када се средње фреквенција наизменична струја прође кроз вишеструким индукцијско завојнице око спољне стране графитске лошиће, изазвано магнетно поље исте фреквенције формираће се у графитском лошом, генеришући индуковану електромотну силу. Будући да је графит хрскави материјал високе чистоће има добру проводљивост, настаје индуковану струју на раскиду на зиду, формирајући Едди струју. Под акцијом лорентз силе, индукована струја на крају ће се на крају конвергирати на спољни зид Крњеве (тј. Ефекат коже) и постепено ослаби се у радијалном правцу. Због постојања дјечјих струја, топлота је генерисана на спољном зиду Крутинга, постајући извор грејања система раста. Величина и дистрибуција весела топлоте директно одређују температурно поље у лоповима, што заузврат утиче на раст кристала.

     Као што је приказано на слици 4, индукциона завојница је кључни део система грејања. Усваја два скупа независних конструкција завојнице и опремљен је горњим и нижим механизмима прецизности кретања. Већина губитка електричног топлоте целокупног система грејања сноси се завојница и присилно хлађење се мора извршити. Завојница је рањена са бакреном цевом и охлађена је водом изнутра. Фреквенцијски асортиман индуковане струје је 8 ~ 12 кХз. Учесталост индукционог гријања одређује дубину продирања електромагнетног поља у графитном лошој. Механизам за завојнице користи механизам за причвршћивање мотора. Индукциона завојница сарађује са индукцијском напајањем за загревање унутрашњег графита за постизање сублимације праха. Истовремено, моћ и релативан положај две сетове завојница се контролишу да би температура у семену кристалу мањи од оне на доњем микро-праху, формирајући аксијалну температуру градијента између кристала семена између кристала и праха у лоповима и формирајући разумни градијент температуре на кристалу са силицијум карбидом.

2.2 Круницибилни механизам ротације 

      Током раста великих величинаСилицон Царбиде Појединачни кристали, Крубит у вакуум окружењу шупљине чува се у складу са захтевима процеса, а топлотни терет и стање ниског притиска у шупљини морају бити стабилни. Као што је приказано на слици 5, пара моторног зупчаника користи се за постизање стабилне ротације Круцибилије. Структура за заптивање магнетне течности користи се за постизање динамичког заптивања ротирајуће осовине. Магнетна печата користи ротирајући круг магнетног поља формиран између магнета, ципела магнетног пола и магнетни рукав да чврсто адсорбује магнетну течност између пол ципела и рукава како би се формирао флуид флуид о-прстен, у потпуности блокирајући празнину. Када се ротационо кретање преноси из атмосфере у вакуумску комору, динамички заптивни уређај течног О-прстена користи се недостатак лаког трошења и ниског живота у чврстом заптивачу и течност може да испуни цео заптиван простор, а на тај начин блокира све канале који могу процурити ваздух и постизање зрака и заустављања. Магнетна течност и лопова подршка усвојила је структуру за хлађење воде како би се осигурала применљивост високе температуре магнетне течности и лопове подршке и постићи стабилност стања топлотног поља.

2.3 Доњи механизам за подизање поклопца

     Доњи механизам за подизање поклопца састоји се од погонског мотора, кугличног вијака, линеарни водич, носач за подизање, поклопац пећи и носача пећи. Мотор вози носач за покривање пећи спојен на пару вијака кроз редуктор да би се остварио кретање горе и доље доњег поклопца.

     Доњи механизам за подизање поклопца олакшава смештање и уклањање разбиљених великих величина и што је још важније, осигурава заптивање поузданости доње насловнице пећи. Током целог процеса, Дом има фазе промене притиска као што су вакуум, висок притисак и низак притисак. Стање компресије и заптивања доњег покривача директно утиче на поузданост процеса. Једном када заптивач не успе под високом температуром, цео процес ће бити уграђен. Кроз управљање мотором и ограничењем уређаја, непропусност ниже склопове и коморе се контролише да би се постигло најбоље стање компресије и заптивања заптивача пећи за заптивање пећи како би се осигурала стабилност притиска процеса, као што је приказано на слици 6.

2.4 Систем електричне контроле 

      Током раста кристала силицијум-карбида, систем електричне контроле мора тачно да контролише различите параметре процеса, углавном укључујући висину положаја завојнице, хрскавцу за ротацију, грејање и температуру и температуру и отварање протока пропорционалног гаса.

      Као што је приказано на слици 7, управљачки систем користи програмибилни контролер као сервер, који је повезан са серво возачем кроз аутобус да оствари контролу покрета завојнице и крхотине; Повезан је на регулатор температуре и регулатора протока кроз стандардну Мобусрту да оствари контролу у реалном времену температуре, притиском и посебног протока гаса. Остварева комуникацију са софтвером за конфигурацију путем Етхернет-а, размењује информације о систему у реалном времену и приказује различите информације о параметрима процеса на рачунару домаћина. Оператори, процесно особље и менаџери размењују информације са системом управљања кроз интерфејс за људско машиноводе.

     Систем управљања обавља све прикупљање података на терену, анализу рада радног стања свих актуатора и логичког односа између механизама. Програмибилни контролер добија упутства рачунара домаћина и употпуни контролу сваког актуатора система. Стратегија извршења и безбедност менија Аутоматске процесе врши се програмабилни контролер. Стабилност програмабилног контролера осигурава поузданост стабилности и сигурности рада менија процеса.

     Горња конфигурација одржава размену података са програмабилним контролером у реалном времену и приказује податке поља. Опремљен је оперативним интерфејсима као што су контрола грејања, контрола притиска, контрола гасова и контрола мотора и подешавање вредности различитих параметара могу се модификовати на интерфејсу. Надгледање параметара аларма у реалном времену, пружање екрана за екрану екрана, снимање времена и детаљних података о појаве аларма и опоравка. Снимање свих података о свим процесним подацима, садржај рада и радом екрана. Контрола фузије различитих параметара процеса остварује се кроз основни кодекс унутар програмабилног контролера, а може се реализовати највише 100 корака процеса. Сваки корак укључује више од параметара десетине процеса, као што су време рада процеса, циљана снага, циљни притисак, ток аргона, проток азота, проток азона, крхотина и лососна стопа.

3 анализа симулације термалне поље

    Основан је модел анализе термичког симулације поља. Слика 8 је температурална облачна карта у Цруцибилном комори за раст. Да би се осигурао опсег температуре раста од 4Х-сичког појединачног кристала, температура центра Цристал семена израчунава се на 2200 ℃, а температура ивица је 2205.4 ℃. У то време, средишња температура лош топ је 2167,5 ℃, а највиша температура подручја праха (страна доле) је 2274.4 ℃, формирајући аксијалну градијент температуре.

       Радиал Дистрибуција градијента кристала приказује се на слици 9. Нижи бочни градијент температуре на површини кристала семена може ефикасно побољшати облик раста кристала. Тренутно израчуната почетна разлика температуре је 5,4 ℃, а укупни облик је скоро раван и благо конвексан, што може да испуни тачност радијалне температуре у току и уједначености на семеном кристалној површини.

       Кривуља температурне разлике између површине сировине и површине семена приказана је на слици 10. Средишња температура материјалне површине је 2210 ℃, а на површини материјала и површине семена и семенске кристалне ранге, а формира се између материјалне температуре површине 1 ℃ / цм.

      Процењена стопа раста приказана је на слици 11. Пребрза брзина раста може повећати вероватноћу недостатака као што је полиморфизам и дислокација. Тренутна процењена стопа раста је близу 0,1 мм / х, која је у разумном распону.

     Кроз анализу симулације и прорачуна топлотног теренског поља, откриве се да температура температуре и ивица средишњег кристала семена задовољава градијент радијалне температуре кристала од 8 инча. Истовремено, врх и дно лопове формирају аксијалну градијент температуре погодне за дужину и дебљину кристала. Тренутна метода грејања система раста може да задовољи раст појединачних кристала од 8-инча.

4 експериментални тест

     Коришћење овогаСИЛИЦОН ФАРБИДЕ ФРЕТАЦЕ ФРЕТАЦЕ ЦРИСТАЛ, На основу температуре градијента термичке теренске симулације, подешавањем параметара, као што је превртање притиска горње температуре, круницама брзине ротације, и релативна позиција горњег и доње завојнице, проведена је тест раста кристала силицијума, а добијен је 8-инчни кристал силицијума, а добијен је 8-инчни кристал силицијума 12).

5 Закључак

     Кључне технологије за раст појединачних кристала од 8-инча силицијума, као што су оптерећење градијентног топлотног поља, Цруцибилни механизам покрета и аутоматска контрола параметара процеса. Термичко поље у Кршном комору за раст је симулирано и анализирано да би се добио идеалне температуре градијента. Након тестирања, метода загревања двоструког завојнице може задовољити раст велике величинеКристали силицијум карбида. Истраживање и развој ове технологије пружају технологију опреме за добијање 8-инчних кристала карбида и пружа темељ опреме за прелазак силицијум карбидне индустријализације са 6 инча на 8 инча, побољшање ефикасности раста силицијума и смањење трошкова.