बड़े व्यास वाले SiC क्रिस्टल TSSG/LPE विधियों के लिए SiC पिंड वृद्धि भट्ठी
काम के सिद्धांत
तरल-चरण सिलिकॉन कार्बाइड पिंड वृद्धि के मुख्य सिद्धांत में उच्च शुद्धता वाले SiC कच्चे माल को पिघली हुई धातुओं (जैसे, Si, Cr) में 1800-2100 डिग्री सेल्सियस पर घोलकर संतृप्त घोल बनाना शामिल है, इसके बाद सटीक तापमान ढाल और सुपरसैचुरेशन विनियमन के माध्यम से बीज क्रिस्टल पर SiC एकल क्रिस्टल की नियंत्रित दिशात्मक वृद्धि होती है। यह तकनीक विशेष रूप से कम दोष घनत्व (<100/सेमी²) के साथ उच्च शुद्धता (>99.9995%) 4H/6H-SiC एकल क्रिस्टल के उत्पादन के लिए उपयुक्त है, जो पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और RF उपकरणों के लिए सख्त सब्सट्रेट आवश्यकताओं को पूरा करती है। तरल-चरण वृद्धि प्रणाली अनुकूलित समाधान संरचना और विकास मापदंडों के माध्यम से क्रिस्टल चालकता प्रकार (N/P प्रकार) और प्रतिरोधकता के सटीक नियंत्रण को सक्षम बनाती है।
मुख्य घटक
1. विशेष क्रूसिबल प्रणाली: उच्च शुद्धता वाला ग्रेफाइट/टैंटलम मिश्रित क्रूसिबल, तापमान प्रतिरोध >2200°C, SiC पिघलन संक्षारण के प्रति प्रतिरोधी।
2. बहु-क्षेत्रीय हीटिंग सिस्टम: ±0.5°C (1800-2100°C रेंज) की तापमान नियंत्रण सटीकता के साथ संयुक्त प्रतिरोध/प्रेरण हीटिंग।
3. परिशुद्ध गति प्रणाली: बीज घूर्णन (0-50rpm) और उठान (0.1-10mm/h) के लिए दोहरी बंद-लूप नियंत्रण।
4. वातावरण नियंत्रण प्रणाली: उच्च शुद्धता आर्गन/नाइट्रोजन संरक्षण, समायोज्य कार्य दबाव (0.1-1atm)।
5. बुद्धिमान नियंत्रण प्रणाली: वास्तविक समय विकास इंटरफ़ेस निगरानी के साथ पीएलसी + औद्योगिक पीसी अतिरेक नियंत्रण।
6. कुशल शीतलन प्रणाली: ग्रेडेड जल शीतलन डिजाइन दीर्घकालिक स्थिर संचालन सुनिश्चित करता है।
टीएसएसजी बनाम एलपीई तुलना
| विशेषताएँ | टीएसएसजी विधि | एलपीई विधि |
| विकास तापमान | 2000-2100° सेल्सियस | 1500-1800° सेल्सियस |
| विकास दर | 0.2-1 मिमी/घंटा | 5-50μm/घंटा |
| क्रिस्टल का आकार | 4-8 इंच सिल्लियां | 50-500μm एपि-लेयर्स |
| मुख्य अनुप्रयोग | सब्सट्रेट तैयारी | पावर डिवाइस एपि-लेयर्स |
| दोष घनत्व | <500/सेमी² | <100/सेमी² |
| उपयुक्त पॉलीटाइप | 4H/6H-SiC | 4H/3C-SiC |
प्रमुख अनुप्रयोग
1. पावर इलेक्ट्रॉनिक्स: 1200V+ MOSFETs/डायोड के लिए 6-इंच 4H-SiC सबस्ट्रेट्स।
2. 5G आरएफ डिवाइस: बेस स्टेशन पीए के लिए अर्ध-इन्सुलेटिंग SiC सबस्ट्रेट्स।
3. ईवी अनुप्रयोग: ऑटोमोटिव-ग्रेड मॉड्यूल के लिए अल्ट्रा-मोटी (>200μm) एपी-परतें।
4. पी.वी. इन्वर्टर: कम-दोष वाले सबस्ट्रेट्स जो 99% से अधिक रूपांतरण दक्षता प्रदान करते हैं।
मुख्य लाभ
1. तकनीकी श्रेष्ठता
1.1 एकीकृत बहु-विधि डिज़ाइन
यह द्रव-चरण SiC पिंड वृद्धि प्रणाली TSSG और LPE क्रिस्टल वृद्धि तकनीकों का अभिनव संयोजन करती है। TSSG प्रणाली सटीक गलन संवहन और तापमान प्रवणता नियंत्रण (ΔT≤5℃/सेमी) के साथ शीर्ष-बीजित विलयन वृद्धि का उपयोग करती है, जिससे 6H/4H-SiC क्रिस्टलों के लिए 15-20 किग्रा की एकल-प्रक्षेपण उपज के साथ 4-8 इंच बड़े व्यास वाले SiC पिंडों की स्थिर वृद्धि संभव होती है। LPE प्रणाली अपेक्षाकृत कम तापमान (1500-1800℃) पर दोष घनत्व <100/सेमी² वाली उच्च-गुणवत्ता वाली मोटी उपकला परतें विकसित करने के लिए अनुकूलित विलायक संरचना (Si-Cr मिश्र धातु प्रणाली) और अतिसंतृप्ति नियंत्रण (±1%) का उपयोग करती है।
1.2 बुद्धिमान नियंत्रण प्रणाली
चौथी पीढ़ी के स्मार्ट ग्रोथ कंट्रोल से सुसज्जित:
• मल्टी-स्पेक्ट्रल इन-सीटू मॉनिटरिंग (400-2500nm तरंगदैर्ध्य रेंज)
• लेजर-आधारित पिघलन स्तर का पता लगाना (±0.01 मिमी परिशुद्धता)
• सीसीडी-आधारित व्यास बंद-लूप नियंत्रण (<±1 मिमी उतार-चढ़ाव)
• एआई-संचालित विकास पैरामीटर अनुकूलन (15% ऊर्जा बचत)
2. प्रक्रिया प्रदर्शन लाभ
2.1 टीएसएसजी विधि की मुख्य ताकतें
• बड़े आकार की क्षमता: >99.5% व्यास की एकरूपता के साथ 8 इंच तक के क्रिस्टल विकास का समर्थन करता है
• बेहतर क्रिस्टलीयता: विस्थापन घनत्व <500/सेमी², माइक्रोपाइप घनत्व <5/सेमी²
• डोपिंग एकरूपता: <8% n-प्रकार प्रतिरोधकता भिन्नता (4-इंच वेफर्स)
• अनुकूलित वृद्धि दर: समायोज्य 0.3-1.2 मिमी/घंटा, वाष्प-चरण विधियों की तुलना में 3-5 गुना तेज
2.2 एलपीई विधि की मुख्य ताकतें
• अल्ट्रा-लो डिफेक्ट एपिटैक्सी: इंटरफ़ेस अवस्था घनत्व <1×10¹¹cm⁻²·eV⁻¹
• सटीक मोटाई नियंत्रण: 50-500μm एपी-लेयर्स <±2% मोटाई भिन्नता के साथ
• कम तापमान दक्षता: CVD प्रक्रियाओं की तुलना में 300-500℃ कम
• जटिल संरचना विकास: पीएन जंक्शन, सुपरलैटिस आदि का समर्थन करता है।
3. उत्पादन क्षमता लाभ
3.1 लागत नियंत्रण
• 85% कच्चे माल का उपयोग (बनाम 60% पारंपरिक)
• 40% कम ऊर्जा खपत (HVPE की तुलना में)
• 90% उपकरण अपटाइम (मॉड्यूलर डिज़ाइन डाउनटाइम को न्यूनतम करता है)
3.2 गुणवत्ता आश्वासन
• 6σ प्रक्रिया नियंत्रण (CPK>1.67)
• ऑनलाइन दोष का पता लगाना (0.1μm रिज़ॉल्यूशन)
• पूर्ण-प्रक्रिया डेटा ट्रेसिबिलिटी (2000+ वास्तविक समय पैरामीटर)
3.3 मापनीयता
• 4H/6H/3C पॉलीटाइप के साथ संगत
• 12-इंच प्रोसेस मॉड्यूल में अपग्रेड करने योग्य
• SiC/GaN हेटेरो-इंटीग्रेशन का समर्थन करता है
4. उद्योग अनुप्रयोग लाभ
4.1 पावर डिवाइस
• 1200-3300V उपकरणों के लिए कम प्रतिरोधकता वाले सब्सट्रेट (0.015-0.025Ω·cm)
• आरएफ अनुप्रयोगों के लिए अर्ध-इन्सुलेटिंग सब्सट्रेट (>10⁸Ω·सेमी)
4.2 उभरती हुई प्रौद्योगिकियाँ
• क्वांटम संचार: अल्ट्रा-लो शोर सबस्ट्रेट्स (1/f शोर<-120dB)
• चरम वातावरण: विकिरण प्रतिरोधी क्रिस्टल (1×10¹⁶n/cm² विकिरण के बाद <5% गिरावट)
XKH सेवाएँ
1. अनुकूलित उपकरण: अनुरूपित TSSG/LPE प्रणाली विन्यास।
2. प्रक्रिया प्रशिक्षण: व्यापक तकनीकी प्रशिक्षण कार्यक्रम।
3. बिक्री के बाद समर्थन: 24/7 तकनीकी प्रतिक्रिया और रखरखाव।
4. टर्नकी समाधान: स्थापना से लेकर प्रक्रिया सत्यापन तक पूर्ण स्पेक्ट्रम सेवा।
5. सामग्री आपूर्ति: 2-12 इंच SiC सबस्ट्रेट्स / एपि-वेफर्स उपलब्ध हैं।
प्रमुख लाभों में शामिल हैं:
• 8 इंच तक क्रिस्टल वृद्धि क्षमता।
• प्रतिरोधकता एकरूपता <0.5%.
• उपकरण अपटाइम >95%.
• 24/7 तकनीकी सहायता.
