పెద్ద-వ్యాసం కలిగిన SiC క్రిస్టల్ TSSG/LPE పద్ధతుల కోసం SiC ఇంగోట్ గ్రోత్ ఫర్నేస్
పని సూత్రం
ద్రవ-దశ సిలికాన్ కార్బైడ్ ఇంగోట్ పెరుగుదల యొక్క ప్రధాన సూత్రం 1800-2100°C వద్ద కరిగిన లోహాలలో (ఉదా. Si, Cr) అధిక-స్వచ్ఛత SiC ముడి పదార్థాలను కరిగించి సంతృప్త ద్రావణాలను ఏర్పరుస్తుంది, తరువాత ఖచ్చితమైన ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత మరియు సూపర్సాచురేషన్ నియంత్రణ ద్వారా విత్తన స్ఫటికాలపై SiC సింగిల్ స్ఫటికాల నియంత్రిత దిశాత్మక పెరుగుదల ఉంటుంది. ఈ సాంకేతికత ముఖ్యంగా తక్కువ లోప సాంద్రత (<100/cm²) కలిగిన అధిక-స్వచ్ఛత (>99.9995%) 4H/6H-SiC సింగిల్ స్ఫటికాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది, ఇది పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు RF పరికరాల కోసం కఠినమైన ఉపరితల అవసరాలను తీరుస్తుంది. ద్రవ-దశ వృద్ధి వ్యవస్థ ఆప్టిమైజ్ చేసిన పరిష్కార కూర్పు మరియు వృద్ధి పారామితుల ద్వారా క్రిస్టల్ వాహకత రకం (N/P రకం) మరియు నిరోధకత యొక్క ఖచ్చితమైన నియంత్రణను అనుమతిస్తుంది.
కోర్ భాగాలు
1. స్పెషల్ క్రూసిబుల్ సిస్టమ్: అధిక స్వచ్ఛత గ్రాఫైట్/టాంటాలమ్ కాంపోజిట్ క్రూసిబుల్, ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత >2200°C, SiC మెల్ట్ తుప్పుకు నిరోధకత.
2. మల్టీ-జోన్ హీటింగ్ సిస్టమ్: ±0.5°C (1800-2100°C పరిధి) ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ ఖచ్చితత్వంతో కలిపి నిరోధకత/ఇండక్షన్ హీటింగ్.
3. ప్రెసిషన్ మోషన్ సిస్టమ్: సీడ్ రొటేషన్ (0-50rpm) మరియు లిఫ్టింగ్ (0.1-10mm/h) కోసం డ్యూయల్ క్లోజ్డ్-లూప్ కంట్రోల్.
4. వాతావరణ నియంత్రణ వ్యవస్థ: అధిక-స్వచ్ఛత ఆర్గాన్/నత్రజని రక్షణ, సర్దుబాటు చేయగల పని ఒత్తిడి (0.1-1atm).
5. ఇంటెలిజెంట్ కంట్రోల్ సిస్టమ్: రియల్ టైమ్ గ్రోత్ ఇంటర్ఫేస్ మానిటరింగ్తో PLC+ఇండస్ట్రియల్ PC రిడెండెంట్ కంట్రోల్.
6. సమర్థవంతమైన శీతలీకరణ వ్యవస్థ: గ్రేడెడ్ వాటర్ కూలింగ్ డిజైన్ దీర్ఘకాలిక స్థిరమైన ఆపరేషన్ను నిర్ధారిస్తుంది.
TSSG vs. LPE పోలిక
లక్షణాలు | TSSG పద్ధతి | LPE పద్ధతి |
వృద్ధి ఉష్ణోగ్రత | 2000-2100°C ఉష్ణోగ్రత | 1500-1800°C ఉష్ణోగ్రత |
వృద్ధి రేటు | 0.2-1మి.మీ/గం | 5-50μm/గం |
క్రిస్టల్ పరిమాణం | 4-8 అంగుళాల కడ్డీలు | 50-500μm ఎపి-పొరలు |
ప్రధాన అప్లికేషన్ | ఉపరితల తయారీ | పవర్ డివైస్ ఎపి-లేయర్లు |
లోపం సాంద్రత | <500/సెం.మీ² | <100/సెం.మీ² |
తగిన పాలిటైప్లు | 4H/6H-SiC | 4H/3C-SiC |
కీలక అనువర్తనాలు
1. పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్: 1200V+ MOSFETలు/డయోడ్ల కోసం 6-అంగుళాల 4H-SiC సబ్స్ట్రేట్లు.
2. 5G RF పరికరాలు: బేస్ స్టేషన్ PA ల కోసం సెమీ-ఇన్సులేటింగ్ SiC సబ్స్ట్రేట్లు.
3. EV అప్లికేషన్లు: ఆటోమోటివ్-గ్రేడ్ మాడ్యూల్స్ కోసం అల్ట్రా-థిక్ (>200μm) ఎపి-లేయర్లు.
4. PV ఇన్వర్టర్లు: 99% మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని సాధించడానికి తక్కువ-లోపం గల సబ్స్ట్రేట్లు.
కోర్ ప్రయోజనాలు
1. సాంకేతిక ఆధిపత్యం
1.1 ఇంటిగ్రేటెడ్ మల్టీ-మెథడ్ డిజైన్
ఈ ద్రవ-దశ SiC ఇంగోట్ గ్రోత్ సిస్టమ్ TSSG మరియు LPE క్రిస్టల్ గ్రోత్ టెక్నాలజీలను వినూత్నంగా మిళితం చేస్తుంది. TSSG వ్యవస్థ ఖచ్చితమైన కరిగే ఉష్ణప్రసరణ మరియు ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత నియంత్రణ (ΔT≤5℃/సెం.మీ)తో టాప్-సీడెడ్ సొల్యూషన్ గ్రోత్ను ఉపయోగిస్తుంది, 6H/4H-SiC స్ఫటికాలకు 15-20kg సింగిల్-రన్ దిగుబడితో 4-8 అంగుళాల పెద్ద-వ్యాసం కలిగిన SiC ఇంగోట్ల స్థిరమైన పెరుగుదలను అనుమతిస్తుంది. సాపేక్షంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద (1500-1800℃) <100/cm² లోపాల సాంద్రత కలిగిన అధిక-నాణ్యత మందపాటి ఎపిటాక్సియల్ పొరలను పెంచడానికి LPE వ్యవస్థ ఆప్టిమైజ్ చేసిన ద్రావణి కూర్పు (Si-Cr అల్లాయ్ సిస్టమ్) మరియు సూపర్సాచురేషన్ నియంత్రణ (±1%) ను ఉపయోగిస్తుంది.
1.2 ఇంటెలిజెంట్ కంట్రోల్ సిస్టమ్
4వ తరం స్మార్ట్ గ్రోత్ కంట్రోల్తో అమర్చబడి ఉంది, ఇందులో ఇవి ఉంటాయి:
• మల్టీ-స్పెక్ట్రల్ ఇన్-సిటు పర్యవేక్షణ (400-2500nm తరంగదైర్ఘ్యం పరిధి)
• లేజర్ ఆధారిత ద్రవీభవన స్థాయి గుర్తింపు (±0.01mm ఖచ్చితత్వం)
• CCD-ఆధారిత వ్యాసం క్లోజ్డ్-లూప్ నియంత్రణ (<±1mm హెచ్చుతగ్గులు)
• AI-ఆధారిత వృద్ధి పరామితి ఆప్టిమైజేషన్ (15% శక్తి ఆదా)
2. ప్రక్రియ పనితీరు ప్రయోజనాలు
2.1 TSSG పద్ధతి యొక్క ప్రధాన బలాలు
• పెద్ద-పరిమాణ సామర్థ్యం: 99.5% వ్యాసం ఏకరూపతతో 8-అంగుళాల క్రిస్టల్ పెరుగుదలకు మద్దతు ఇస్తుంది.
• ఉన్నతమైన స్ఫటికాకారత: డిస్లోకేషన్ డెన్సిటీ <500/సెం.మీ², మైక్రోపైప్ డెన్సిటీ <5/సెం.మీ²
• డోపింగ్ ఏకరూపత: <8% n-రకం రెసిస్టివిటీ వైవిధ్యం (4-అంగుళాల వేఫర్లు)
• ఆప్టిమైజ్డ్ వృద్ధి రేటు: సర్దుబాటు చేయగల 0.3-1.2mm/h, ఆవిరి-దశ పద్ధతుల కంటే 3-5× వేగంగా
2.2 LPE పద్ధతి యొక్క ప్రధాన బలాలు
• అల్ట్రా-తక్కువ లోపం ఎపిటాక్సీ: ఇంటర్ఫేస్ స్థితి సాంద్రత <1×10¹¹cm⁻²·eV⁻¹
• ఖచ్చితమైన మందం నియంత్రణ: <±2% మందం వైవిధ్యంతో 50-500μm ఎపి-పొరలు
• తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత సామర్థ్యం: CVD ప్రక్రియల కంటే 300-500℃ తక్కువ
• సంక్లిష్ట నిర్మాణ పెరుగుదల: pn జంక్షన్లు, సూపర్లాటిస్లు మొదలైన వాటికి మద్దతు ఇస్తుంది.
3. ఉత్పత్తి సామర్థ్యం ప్రయోజనాలు
3.1 ఖర్చు నియంత్రణ
• 85% ముడి పదార్థాల వినియోగం (వర్సెస్ 60% సాంప్రదాయ)
• 40% తక్కువ శక్తి వినియోగం (HVPE తో పోలిస్తే)
• 90% పరికరాల అప్టైమ్ (మాడ్యులర్ డిజైన్ డౌన్టైమ్ను తగ్గిస్తుంది)
3.2 నాణ్యత హామీ
• 6σ ప్రాసెస్ కంట్రోల్ (CPK>1.67)
• ఆన్లైన్ లోప గుర్తింపు (0.1μm రిజల్యూషన్)
• పూర్తి-ప్రాసెస్ డేటా ట్రేసబిలిటీ (2000+ రియల్-టైమ్ పారామితులు)
3.3 స్కేలబిలిటీ
• 4H/6H/3C పాలీటైప్లతో అనుకూలమైనది
• 12-అంగుళాల ప్రాసెస్ మాడ్యూళ్లకు అప్గ్రేడ్ చేయవచ్చు
• SiC/GaN హెటెరో-ఇంటిగ్రేషన్కు మద్దతు ఇస్తుంది
4. పరిశ్రమ అప్లికేషన్ ప్రయోజనాలు
4.1 విద్యుత్ పరికరాలు
• 1200-3300V పరికరాలకు తక్కువ-నిరోధకత కలిగిన ఉపరితలాలు (0.015-0.025Ω·సెం.మీ)
• RF అప్లికేషన్ల కోసం సెమీ-ఇన్సులేటింగ్ సబ్స్ట్రేట్లు (>10⁸Ω·సెం.మీ)
4.2 ఎమర్జింగ్ టెక్నాలజీస్
• క్వాంటం కమ్యూనికేషన్: అల్ట్రా-తక్కువ శబ్దం ఉపరితలాలు (1/f శబ్దం<-120dB)
• తీవ్ర వాతావరణాలు: రేడియేషన్-నిరోధక స్ఫటికాలు (1×10¹⁶n/cm² రేడియేషన్ తర్వాత <5% క్షీణత)
XKH సర్వీసెస్
1. అనుకూలీకరించిన పరికరాలు: అనుకూలీకరించిన TSSG/LPE సిస్టమ్ కాన్ఫిగరేషన్లు.
2. ప్రాసెస్ శిక్షణ: సమగ్ర సాంకేతిక శిక్షణ కార్యక్రమాలు.
3. అమ్మకాల తర్వాత మద్దతు: 24/7 సాంకేతిక ప్రతిస్పందన మరియు నిర్వహణ.
4. టర్న్కీ సొల్యూషన్స్: ఇన్స్టాలేషన్ నుండి ప్రాసెస్ వాలిడేషన్ వరకు పూర్తి-స్పెక్ట్రమ్ సర్వీస్.
5. మెటీరియల్ సరఫరా: 2-12 అంగుళాల SiC సబ్స్ట్రేట్లు/ఎపి-వేఫర్లు అందుబాటులో ఉన్నాయి.
ముఖ్య ప్రయోజనాలు:
• 8-అంగుళాల వరకు క్రిస్టల్ పెరుగుదల సామర్థ్యం.
• రెసిస్టివిటీ ఏకరూపత <0.5%.
• పరికరాల అప్టైమ్ >95%.
• 24/7 సాంకేతిక మద్దతు.


