1600℃の炭化ケイ素合成炉で高純度SiC原料を製造するCVD法

簡単な説明:

炭化ケイ素(SiC)合成炉(CVD)。化学気相成長(CVD)技術を用いて、気体状のシリコン源(SiH₄、SiCl₄など)を高温環境で炭素源(C₃H₈、CH₄など)と反応させます。基板(グラファイトまたはSiCシード)上に高純度の炭化ケイ素結晶を成長させるための重要な装置です。この技術は主に、パワー半導体(MOSFET、SBDなど)製造の中核プロセス装置であるSiC単結晶基板(4H/6H-SiC)の製造に用いられます。


製品詳細

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動作原理:

1. 前駆体の供給。シリコン源(例:SiH₄)と炭素源(例:C₃H₈)のガスを適切な割合で混合し、反応室に供給します。

2.高温分解:1500~2300℃の高温でガス分解し、SiとCの活性原子を生成します。

3. 表面反応:Si原子とC原子が基板表面に堆積し、SiC結晶層を形成します。

4. 結晶成長:温度勾配、ガス流量、圧力を制御することで、C軸またはA軸に沿った方向性成長を実現します。

主なパラメータ:

· 温度: 1600~2200℃ (4H-SiCの場合は>2000℃)

· 圧力: 50~200mbar (ガス核形成を抑えるため低圧)

· ガス比:Si/C≈1.0〜1.2(SiまたはCの濃縮欠陥を回避するため)

主な特徴:

(1)結晶の品質
欠陥密度が低い:微小管密度 < 0.5cm⁻²、転位密度 <10⁴ cm⁻²。

多結晶タイプの制御: 4H-SiC (主流)、6H-SiC、3C-SiC およびその他の結晶タイプを成長させることができます。

(2)機器の性能
高温安定性:グラファイト誘導加熱または抵抗加熱、温度 > 2300℃。

均一性制御:温度変動±5℃、成長速度10〜50μm/h。

ガスシステム:高精度質量流量計(MFC)、ガス純度≥99.999%。

(3)技術的優位性
高純度: バックグラウンド不純物濃度 <10¹⁶ cm⁻³ (N、Bなど)。

大型サイズ: 6 "/8" SiC 基板の成長をサポートします。

(4)エネルギー消費とコスト
エネルギー消費量が高く(炉1台あたり200~500kW·h)、SiC基板の生産コストの30%~50%を占めます。

コアアプリケーション:

1. パワー半導体基板:電気自動車や太陽光発電インバータの製造に用いられるSiC MOSFET。

2. RFデバイス:5G基地局GaN-on-SiCエピタキシャル基板。

3.極限環境デバイス:航空宇宙および原子力発電所向けの高温センサー。

技術仕様:

仕様 詳細
寸法(長さ×幅×高さ) 4000 x 3400 x 4300 mmまたはカスタマイズ
炉室直径 1100mm
積載容量 50kg
限界真空度 10-2Pa(分子ポンプ始動後2時間)
チャンバー圧力上昇率 ≤10Pa/h(焼成後)
下部炉蓋上昇ストローク 1500mm
加熱方法 誘導加熱
炉内の最高温度 2400℃
暖房電源 2X40kW
温度測定 2色赤外線温度測定
温度範囲 900~3000℃
温度制御精度 ±1℃
制御圧力範囲 1~700ミリバール
圧力制御精度 1~5mbar ±0.1mbar;
5~100mbar ±0.2mbar;
100~700ミリバール ±0.5ミリバール
積載方法 低荷重;
オプション構成 二重温度測定ポイント、フォークリフト荷降ろし。

 

XKH サービス:

XKHは、設備のカスタマイズ(温度ゾーン設計、ガスシステム構成)、プロセス開発(結晶制御、欠陥最適化)、技術トレーニング(操作・保守)、アフターサポート(主要部品のスペアパーツ供給、リモート診断)など、シリコンカーバイドCVD炉のフルサイクルサービスを提供し、お客様が高品質のSiC基板の量産を実現できるよう支援しています。また、プロセスアップグレードサービスも提供し、結晶歩留まりと成長効率を継続的に向上させています。

詳細図

炭化ケイ素原料の合成 6
炭化ケイ素原料の合成 5
炭化ケイ素原料の合成1

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