1600 डिग्री सेल्सियस पर सिलिकॉन कार्बाइड संश्लेषण भट्ठी में उच्च शुद्धता वाले SiC कच्चे माल के उत्पादन के लिए CVD विधि

संक्षिप्त वर्णन:

सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) संश्लेषण भट्टी (CVD)। यह एक रासायनिक वाष्प जमाव (CVD) तकनीक का उपयोग करके गैसीय सिलिकॉन स्रोतों (जैसे SiH₄, SiCl₄) को उच्च तापमान वाले वातावरण में गर्म करता है जिसमें वे कार्बन स्रोतों (जैसे C₃H₈, CH₄) से प्रतिक्रिया करते हैं। सब्सट्रेट (ग्रेफाइट या SiC बीज) पर उच्च शुद्धता वाले सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल उगाने के लिए एक प्रमुख उपकरण। इस तकनीक का उपयोग मुख्य रूप से SiC सिंगल क्रिस्टल सब्सट्रेट (4H/6H-SiC) तैयार करने के लिए किया जाता है, जो पावर सेमीकंडक्टर (जैसे MOSFET, SBD) के निर्माण के लिए मुख्य प्रक्रिया उपकरण है।

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काम के सिद्धांत:

1. प्रीकर्सर आपूर्ति। सिलिकॉन स्रोत (जैसे SiH₄) और कार्बन स्रोत (जैसे C₃H₈) गैसों को अनुपात में मिलाया जाता है और प्रतिक्रिया कक्ष में डाला जाता है।

2. उच्च तापमान अपघटन: 1500 ~ 2300 ℃ के उच्च तापमान पर, गैस अपघटन Si और C सक्रिय परमाणु उत्पन्न करता है।

3. सतही प्रतिक्रिया: Si और C परमाणु सब्सट्रेट सतह पर जमा होकर SiC क्रिस्टल परत बनाते हैं।

4. क्रिस्टल वृद्धि: तापमान ढाल, गैस प्रवाह और दबाव के नियंत्रण के माध्यम से, सी अक्ष या ए अक्ष के साथ दिशात्मक वृद्धि प्राप्त करना।

मुख्य मापदंड:

· तापमान: 1600~2200℃ (4H-SiC के लिए >2000℃)

· दबाव: 50~200mbar (गैस न्यूक्लिएशन को कम करने के लिए कम दबाव)

· गैस अनुपात: Si/C≈1.0~1.2 (Si या C संवर्धन दोषों से बचने के लिए)

मुख्य विशेषताएं:

(1) क्रिस्टल गुणवत्ता
कम दोष घनत्व: सूक्ष्मनलिका घनत्व < 0.5 सेमी ⁻², अव्यवस्था घनत्व <10⁴ सेमी ⁻²।

पॉलीक्रिस्टलाइन प्रकार नियंत्रण: 4H-SiC (मुख्यधारा), 6H-SiC, 3C-SiC और अन्य क्रिस्टल प्रकार विकसित कर सकते हैं।

(2) उपकरण प्रदर्शन
उच्च तापमान स्थिरता: ग्रेफाइट प्रेरण हीटिंग या प्रतिरोध हीटिंग, तापमान > 2300℃।

एकरूपता नियंत्रण: तापमान में उतार-चढ़ाव ±5℃, विकास दर 10~50μm/h.

गैस प्रणाली: उच्च परिशुद्धता द्रव्यमान प्रवाहमापी (एमएफसी), गैस शुद्धता ≥99.999%।

(3) तकनीकी लाभ
उच्च शुद्धता: पृष्ठभूमि अशुद्धता सांद्रता <10¹⁶ cm⁻³ (N, B, आदि)।

बड़ा आकार: 6 "/ 8" SiC सब्सट्रेट विकास का समर्थन करता है।

(4) ऊर्जा खपत और लागत
उच्च ऊर्जा खपत (प्रति भट्ठी 200~500kW·h), जो SiC सब्सट्रेट की उत्पादन लागत का 30%~50% है।

मुख्य अनुप्रयोग:

1. पावर सेमीकंडक्टर सब्सट्रेट: इलेक्ट्रिक वाहनों और फोटोवोल्टिक इनवर्टर के निर्माण के लिए SiC MOSFETs।

2. आरएफ डिवाइस: 5G बेस स्टेशन GaN-on-SiC एपिटैक्सियल सब्सट्रेट।

3. चरम पर्यावरण उपकरण: एयरोस्पेस और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए उच्च तापमान सेंसर।

तकनीकी विनिर्देश:

विनिर्देश	विवरण
आयाम (लम्बाई × चौड़ाई × ऊँचाई)	4000 x 3400 x 4300 मिमी या अनुकूलित करें
भट्ठी कक्ष व्यास	1100मिमी
लोडिंग क्षमता	50 किलो
सीमा वैक्यूम डिग्री	10-2Pa(आणविक पंप शुरू होने के 2 घंटे बाद)
चैम्बर दबाव वृद्धि दर	≤10Pa/h(कैल्सीनेशन के बाद)
निचला भट्ठी कवर उठाने स्ट्रोक	1500मिमी
तापन विधि	प्रेरण हीटिंग
भट्ठी में अधिकतम तापमान	2400° सेल्सियस
ताप विद्युत आपूर्ति	2X40 किलोवाट
तापमान माप	दो-रंग अवरक्त तापमान माप
तापमान की रेंज	900~3000℃
तापमान नियंत्रण सटीकता	±1° सेल्सियस
नियंत्रण दबाव सीमा	1~700एमबार
दबाव नियंत्रण सटीकता	1~5एमबार ±0.1एमबार; 5~100एमबार ±0.2एमबार; 100~700एमबार ±0.5एमबार
लोडिंग विधि	कम लोडिंग;
वैकल्पिक कॉन्फ़िगरेशन	डबल तापमान मापने बिंदु, उतराई फोर्कलिफ्ट.

XKH सेवाएँ:

XKH सिलिकॉन कार्बाइड CVD भट्टियों के लिए पूर्ण-चक्र सेवाएँ प्रदान करता है, जिसमें उपकरण अनुकूलन (तापमान क्षेत्र डिजाइन, गैस प्रणाली विन्यास), प्रक्रिया विकास (क्रिस्टल नियंत्रण, दोष अनुकूलन), तकनीकी प्रशिक्षण (संचालन और रखरखाव) और बिक्री के बाद सहायता (मुख्य घटकों के स्पेयर पार्ट्स की आपूर्ति, दूरस्थ निदान) शामिल है, ताकि ग्राहकों को उच्च-गुणवत्ता वाले SiC सब्सट्रेट का बड़े पैमाने पर उत्पादन प्राप्त करने में मदद मिल सके। और क्रिस्टल उपज और विकास दक्षता में लगातार सुधार करने के लिए प्रक्रिया उन्नयन सेवाएँ प्रदान करता है।