Relau Pertumbuhan Ingot SiC untuk Kaedah TSSG/LPE Kristal SiC Diameter Besar
Prinsip Kerja
Prinsip teras pertumbuhan jongkong silikon karbida fasa cecair melibatkan pelarutan bahan mentah SiC ketulenan tinggi dalam logam lebur (cth, Si, Cr) pada 1800-2100°C untuk membentuk larutan tepu, diikuti dengan pertumbuhan berarah terkawal bagi kristal tunggal SiC pada hablur benih melalui peraturan kecerunan suhu dan supertepu yang tepat. Teknologi ini amat sesuai untuk menghasilkan kristal tunggal 4H/6H-SiC ketulenan tinggi (>99.9995%) dengan ketumpatan kecacatan rendah (<100/cm²), memenuhi keperluan substrat yang ketat untuk elektronik kuasa dan peranti RF. Sistem pertumbuhan fasa cecair membolehkan kawalan tepat bagi jenis kekonduksian kristal (jenis N/P) dan kerintangan melalui komposisi penyelesaian yang dioptimumkan dan parameter pertumbuhan.
Komponen Teras
1. Sistem Pisau Khas: Pisau komposit grafit/tantalum ketulenan tinggi, rintangan suhu >2200°C, tahan kakisan cair SiC.
2. Sistem Pemanasan Berbilang zon: Gabungan pemanasan rintangan/aruhan dengan ketepatan kawalan suhu ±0.5°C (julat 1800-2100°C).
3. Sistem Pergerakan Ketepatan: Kawalan gelung tertutup dwi untuk putaran benih (0-50rpm) dan mengangkat (0.1-10mm/j).
4. Sistem Kawalan Suasana: Perlindungan argon/nitrogen ketulenan tinggi, tekanan kerja boleh laras (0.1-1atm).
5. Sistem Kawalan Pintar: PLC + kawalan berlebihan PC industri dengan pemantauan antara muka pertumbuhan masa nyata.
6. Sistem Penyejukan yang Cekap: Reka bentuk penyejukan air berperingkat memastikan operasi stabil jangka panjang.
Perbandingan TSSG lwn. LPE
| Ciri-ciri | Kaedah TSSG | Kaedah LPE |
| Suhu Pertumbuhan | 2000-2100°C | 1500-1800°C |
| Kadar Pertumbuhan | 0.2-1mm/j | 5-50μm/j |
| Saiz Kristal | Jongkong 4-8 inci | Lapisan epi 50-500μm |
| Aplikasi Utama | Penyediaan substrat | Lapisan epi peranti kuasa |
| Ketumpatan Kecacatan | <500/sm² | <100/sm² |
| Politaip yang sesuai | 4H/6H-SiC | 4H/3C-SiC |
Aplikasi Utama
1. Elektronik Kuasa: Substrat 4H-SiC 6-inci untuk MOSFET/diod 1200V+.
2. Peranti RF 5G: Substrat SiC separa penebat untuk PA stesen pangkalan.
3. Aplikasi EV: Lapisan epi ultra-tebal (>200μm) untuk modul gred automotif.
4. Penyongsang PV: Substrat bercacat rendah membolehkan kecekapan penukaran >99%.
Kelebihan Teras
1. Keunggulan Teknologi
1.1 Reka Bentuk Pelbagai Kaedah Bersepadu
Sistem pertumbuhan jongkong SiC fasa cecair ini menggabungkan teknologi pertumbuhan kristal TSSG dan LPE secara inovatif. Sistem TSSG menggunakan pertumbuhan penyelesaian unggul dengan perolakan cair yang tepat dan kawalan kecerunan suhu (ΔT≤5℃/cm), membolehkan pertumbuhan stabil jongkong SiC berdiameter besar 4-8 inci dengan hasil larian tunggal 15-20kg untuk kristal 6H/4H-SiC. Sistem LPE menggunakan komposisi pelarut yang dioptimumkan (sistem aloi Si-Cr) dan kawalan supersaturasi (±1%) untuk mengembangkan lapisan epitaxial tebal berkualiti tinggi dengan ketumpatan kecacatan <100/cm² pada suhu yang agak rendah (1500-1800℃).
1.2 Sistem Kawalan Pintar
Dilengkapi dengan kawalan pertumbuhan pintar generasi ke-4 yang menampilkan:
• Pemantauan in-situ berbilang spektrum (julat panjang gelombang 400-2500nm)
• Pengesanan tahap cair berasaskan laser (ketepatan ±0.01mm)
• Kawalan gelung tertutup diameter berasaskan CCD (<± turun naik 1mm)
• Pengoptimuman parameter pertumbuhan dikuasakan AI (15% penjimatan tenaga)
2. Kelebihan Prestasi Proses
2.1 Kekuatan Teras Kaedah TSSG
• Keupayaan bersaiz besar: Menyokong pertumbuhan kristal sehingga 8 inci dengan keseragaman diameter >99.5%
• Kehabluran unggul: Ketumpatan kehelan <500/cm², ketumpatan mikropaip <5/cm²
• Keseragaman doping: <8% variasi kerintangan jenis-n (wafer 4 inci)
• Kadar pertumbuhan yang dioptimumkan: Boleh laras 0.3-1.2mm/j, 3-5× lebih pantas daripada kaedah fasa wap
2.2 Kekuatan Teras Kaedah LPE
• Epitaksi kecacatan ultra rendah: Ketumpatan keadaan antara muka <1×10¹¹cm⁻²·eV⁻¹
• Kawalan ketebalan yang tepat: 50-500μm lapisan epi dengan variasi ketebalan <±2%
• Kecekapan suhu rendah: 300-500 ℃ lebih rendah daripada proses CVD
• Pertumbuhan struktur kompleks: Menyokong persimpangan pn, superlattices, dsb.
3. Kelebihan Kecekapan Pengeluaran
3.1 Kawalan Kos
• 85% penggunaan bahan mentah (berbanding 60% konvensional)
• 40% penggunaan tenaga lebih rendah (berbanding HVPE)
• 90% masa operasi peralatan (reka bentuk modular meminimumkan masa henti)
3.2 Jaminan Kualiti
• Kawalan proses 6σ (CPK>1.67)
• Pengesanan kecacatan dalam talian (resolusi 0.1μm)
• Kebolehkesanan data proses penuh (2000+ parameter masa nyata)
3.3 Kebolehskalaan
• Serasi dengan politaip 4H/6H/3C
• Boleh ditingkatkan kepada modul proses 12 inci
• Menyokong penyepaduan hetero SiC/GaN
4. Kelebihan Aplikasi Industri
4.1 Peranti Kuasa
• Substrat rintangan rendah (0.015-0.025Ω·cm) untuk peranti 1200-3300V
• Substrat separa penebat (>10⁸Ω·cm) untuk aplikasi RF
4.2 Teknologi Baru Muncul
• Komunikasi kuantum: Substrat hingar ultra rendah (1/f hingar<-120dB)
• Persekitaran yang melampau: Kristal tahan sinaran (<5% kemerosotan selepas penyinaran 1×10¹⁶n/cm²)
Perkhidmatan XKH
1. Peralatan Tersuai: Konfigurasi sistem TSSG/LPE yang disesuaikan.
2. Latihan Proses: Program latihan teknikal yang komprehensif.
3. Sokongan Selepas Jualan: 24/7 maklum balas teknikal dan penyelenggaraan.
4. Penyelesaian Turnkey: Perkhidmatan spektrum penuh dari pemasangan hingga proses pengesahan.
5. Bekalan Bahan: Substrat/epi-wafer 2-12 inci tersedia.
Kelebihan utama termasuk:
• Keupayaan pertumbuhan kristal sehingga 8 inci.
• Keseragaman kerintangan <0.5%.
• Masa operasi peralatan >95%.
• Sokongan teknikal 24/7.
