मोठ्या व्यासाच्या SiC क्रिस्टल TSSG/LPE पद्धतींसाठी SiC इनगॉट ग्रोथ फर्नेस
कार्य तत्व
लिक्विड-फेज सिलिकॉन कार्बाइड इनगॉट ग्रोथचे मुख्य तत्व म्हणजे वितळलेल्या धातूंमध्ये (उदा., Si, Cr) उच्च-शुद्धता असलेले SiC कच्चे माल १८००-२१००°C तापमानावर विरघळवून संतृप्त द्रावण तयार करणे, त्यानंतर अचूक तापमान ग्रेडियंट आणि सुपरसॅच्युरेशन नियमनद्वारे बियाण्यांच्या क्रिस्टल्सवर SiC सिंगल क्रिस्टल्सची नियंत्रित दिशात्मक वाढ करणे. हे तंत्रज्ञान विशेषतः कमी दोष घनतेसह (<१००/सेमी²) उच्च-शुद्धता (>९९.९९९५%) ४H/६H-SiC सिंगल क्रिस्टल्स तयार करण्यासाठी योग्य आहे, पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स आणि RF उपकरणांसाठी कठोर सब्सट्रेट आवश्यकता पूर्ण करते. लिक्विड-फेज ग्रोथ सिस्टम ऑप्टिमाइझ्ड सोल्यूशन कंपोझिशन आणि ग्रोथ पॅरामीटर्सद्वारे क्रिस्टल चालकता प्रकार (N/P प्रकार) आणि प्रतिरोधकतेचे अचूक नियंत्रण सक्षम करते.
मुख्य घटक
१. विशेष क्रूसिबल सिस्टीम: उच्च-शुद्धता ग्रेफाइट/टँटलम कंपोझिट क्रूसिबल, तापमान प्रतिरोधक >२२००°C, SiC वितळणाऱ्या गंजला प्रतिरोधक.
२. मल्टी-झोन हीटिंग सिस्टम: ±०.५°C (१८००-२१००°C श्रेणी) तापमान नियंत्रण अचूकतेसह एकत्रित प्रतिरोध/प्रेरण हीटिंग.
३. प्रेसिजन मोशन सिस्टम: बियाणे रोटेशन (०-५० आरपीएम) आणि उचलण्यासाठी (०.१-१० मिमी/तास) ड्युअल क्लोज्ड-लूप कंट्रोल.
४. वातावरण नियंत्रण प्रणाली: उच्च-शुद्धता असलेले आर्गॉन/नायट्रोजन संरक्षण, समायोज्य कामाचा दाब (०.१-१एटीएम).
५. इंटेलिजेंट कंट्रोल सिस्टम: रिअल-टाइम ग्रोथ इंटरफेस मॉनिटरिंगसह पीएलसी+इंडस्ट्रियल पीसी रिडंडंट कंट्रोल.
६. कार्यक्षम शीतकरण प्रणाली: श्रेणीबद्ध वॉटर कूलिंग डिझाइन दीर्घकालीन स्थिर ऑपरेशन सुनिश्चित करते.
टीएसएसजी विरुद्ध एलपीई तुलना
वैशिष्ट्ये | टीएसएसजी पद्धत | एलपीई पद्धत |
वाढीचे तापमान | २०००-२१००°C | १५००-१८००°C |
वाढीचा दर | ०.२-१ मिमी/तास | ५-५०μm/तास |
क्रिस्टल आकार | ४-८ इंचाच्या पिंड्या | ५०-५००μm एपि-लेयर्स |
मुख्य अनुप्रयोग | सब्सट्रेटची तयारी | पॉवर डिव्हाइस एपि-लेयर्स |
दोष घनता | <५००/सेमी² | <१००/सेमी² |
योग्य पॉलीटाइप्स | ४ तास/६ तास-SiC | ४ तास/३ क-SiC |
प्रमुख अनुप्रयोग
१. पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स: १२०० व्ही+ एमओएसएफईटी/डायोड्ससाठी ६-इंच ४एच-एसआयसी सब्सट्रेट्स.
२. ५जी आरएफ उपकरणे: बेस स्टेशन पीएसाठी सेमी-इन्सुलेटेड एसआयसी सब्सट्रेट्स.
३. ईव्ही अॅप्लिकेशन्स: ऑटोमोटिव्ह-ग्रेड मॉड्यूल्ससाठी अल्ट्रा-थिक (>२००μm) एपि-लेयर्स.
४. पीव्ही इन्व्हर्टर: कमी दोष असलेले सब्सट्रेट्स जे ९९% पेक्षा जास्त रूपांतरण कार्यक्षमता सक्षम करतात.
मुख्य फायदे
१. तांत्रिक श्रेष्ठता
१.१ एकात्मिक बहु-पद्धती डिझाइन
ही लिक्विड-फेज SiC इनगॉट ग्रोथ सिस्टम नाविन्यपूर्णपणे TSSG आणि LPE क्रिस्टल ग्रोथ तंत्रज्ञान एकत्र करते. TSSG सिस्टम अचूक वितळवण्याच्या संवहन आणि तापमान ग्रेडियंट नियंत्रण (ΔT≤5℃/सेमी) सह टॉप-सीडेड सोल्यूशन ग्रोथ वापरते, ज्यामुळे 6H/4H-SiC क्रिस्टल्ससाठी 15-20kg च्या सिंगल-रन उत्पन्नासह 4-8 इंच मोठ्या-व्यासाच्या SiC इनगॉट्सची स्थिर वाढ शक्य होते. LPE सिस्टम तुलनेने कमी तापमानात (1500-1800℃) दोष घनतेसह <100/सेमी² सह उच्च-गुणवत्तेच्या जाड एपिटॅक्सियल थर वाढविण्यासाठी ऑप्टिमाइझ्ड सॉल्व्हेंट कंपोझिशन (Si-Cr मिश्र धातु प्रणाली) आणि सुपरसॅच्युरेशन नियंत्रण (±1%) वापरते.
१.२ बुद्धिमान नियंत्रण प्रणाली
चौथ्या पिढीतील स्मार्ट ग्रोथ कंट्रोलने सुसज्ज, ज्यामध्ये खालील वैशिष्ट्ये आहेत:
• मल्टी-स्पेक्ट्रल इन-सीटू मॉनिटरिंग (४००-२५००nm तरंगलांबी श्रेणी)
• लेसर-आधारित वितळण्याची पातळी शोधणे (±०.०१ मिमी अचूकता)
• सीसीडी-आधारित व्यास बंद-लूप नियंत्रण (<±१ मिमी चढ-उतार)
• एआय-संचालित वाढीच्या पॅरामीटर ऑप्टिमायझेशन (१५% ऊर्जा बचत)
२. प्रक्रिया कामगिरीचे फायदे
२.१ टीएसएसजी पद्धतीची मुख्य ताकद
• मोठ्या आकाराची क्षमता: ९९.५% पेक्षा जास्त व्यासाच्या एकरूपतेसह ८ इंचापर्यंत क्रिस्टल वाढीस समर्थन देते.
• उत्कृष्ट स्फटिकता: विस्थापन घनता <500/सेमी², मायक्रोपाइप घनता <5/सेमी²
• डोपिंग एकरूपता: <8% n-प्रकार प्रतिरोधकता भिन्नता (४-इंच वेफर्स)
• अनुकूलित वाढीचा दर: ०.३-१.२ मिमी/ताशी समायोजित करण्यायोग्य, वाष्प-चरण पद्धतींपेक्षा ३-५× वेगवान.
२.२ एलपीई पद्धतीची मुख्य ताकद
• अल्ट्रा-लो डिफेक्ट एपिटॅक्सी: इंटरफेस स्टेट डेन्सिटी <1×10¹¹सेमी⁻²·eV⁻¹
• अचूक जाडी नियंत्रण: 50-500μm एपि-लेयर्स <±2% जाडीच्या फरकासह
• कमी-तापमान कार्यक्षमता: CVD प्रक्रियांपेक्षा 300-500℃ कमी
• जटिल संरचना वाढ: पीएन जंक्शन, सुपरलॅटिस इत्यादींना समर्थन देते.
३. उत्पादन कार्यक्षमता फायदे
३.१ खर्च नियंत्रण
• ८५% कच्च्या मालाचा वापर (वि. ६०% पारंपारिक)
• ४०% कमी ऊर्जा वापर (HVPE च्या तुलनेत)
• ९०% उपकरणांचा वापर (मॉड्यूलर डिझाइनमुळे डाउनटाइम कमी होतो)
३.२ गुणवत्ता हमी
• 6σ प्रक्रिया नियंत्रण (CPK>1.67)
• ऑनलाइन दोष शोधणे (०.१μm रिझोल्यूशन)
• पूर्ण-प्रक्रिया डेटा ट्रेसेबिलिटी (२०००+ रिअल-टाइम पॅरामीटर्स)
३.३ स्केलेबिलिटी
• 4H/6H/3C पॉलीटाइप्सशी सुसंगत
• १२-इंच प्रोसेस मॉड्यूलमध्ये अपग्रेड करण्यायोग्य
• SiC/GaN हेटेरो-इंटिग्रेशनला समर्थन देते
४. उद्योग अनुप्रयोग फायदे
४.१ पॉवर उपकरणे
• १२००-३३०० व्होल्ट उपकरणांसाठी कमी-प्रतिरोधकता सब्सट्रेट्स (०.०१५-०.०२५Ω·सेमी)
• आरएफ अनुप्रयोगांसाठी अर्ध-इन्सुलेट सब्सट्रेट्स (>१०⁸Ω·सेमी)
४.२ उदयोन्मुख तंत्रज्ञान
• क्वांटम कम्युनिकेशन: अल्ट्रा-लो नॉइज सब्सट्रेट्स (१/फॉन नॉइज<-१२०dB)
• अत्यंत वातावरण: किरणोत्सर्ग-प्रतिरोधक क्रिस्टल्स (१×१०¹⁶n/सेमी² विकिरणानंतर <५% क्षय)
XKH सेवा
१. सानुकूलित उपकरणे: अनुकूलित TSSG/LPE सिस्टम कॉन्फिगरेशन.
२. प्रक्रिया प्रशिक्षण: व्यापक तांत्रिक प्रशिक्षण कार्यक्रम.
३. विक्रीनंतरचा आधार: २४/७ तांत्रिक प्रतिसाद आणि देखभाल.
४. टर्नकी सोल्युशन्स: स्थापनेपासून प्रक्रिया प्रमाणीकरणापर्यंत पूर्ण-स्पेक्ट्रम सेवा.
५. साहित्य पुरवठा: २-१२ इंच SiC सब्सट्रेट्स/एपीआय-वेफर्स उपलब्ध.
मुख्य फायद्यांमध्ये हे समाविष्ट आहे:
• ८ इंचापर्यंत क्रिस्टल वाढण्याची क्षमता.
• प्रतिरोधकता एकरूपता <0.5%.
• उपकरणांचा वापर ९५% पेक्षा जास्त.
• २४/७ तांत्रिक सहाय्य.


