Four de croissance de cristaux de silicium (SiC) de 4, 6 et 8 pouces pour procédé CVD

Four de croissance de cristaux de silicium (SiC) de 4, 6 et 8 pouces pour le procédé CVD (Image en vedette)

Brève description :

Le système de dépôt chimique en phase vapeur CVD pour four de croissance de cristaux de SiC de XKH utilise une technologie de pointe, spécialement conçue pour la croissance de monocristaux de SiC de haute qualité. Grâce à un contrôle précis des paramètres du procédé, tels que le débit de gaz, la température et la pression, il permet une croissance contrôlée des cristaux de SiC sur des substrats de 10 à 20 cm. Ce système CVD permet de produire différents types de cristaux de SiC, notamment les types 4H/6H-N et 4H/6H-SEMI isolants, offrant ainsi des solutions complètes, de l'équipement aux procédés. Ce système prend en charge les besoins de croissance de plaquettes de 5 à 30 cm, ce qui le rend particulièrement adapté à la production en série d'électronique de puissance et de composants RF.

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Caractéristiques

Principe de fonctionnement

Le principe de base de notre système CVD repose sur la décomposition thermique de gaz précurseurs contenant du silicium (par exemple, SiH4) et du carbone (par exemple, C3H8) à haute température (généralement 1 500 à 2 000 °C), déposant des monocristaux de SiC sur des substrats par réactions chimiques en phase gazeuse. Cette technologie est particulièrement adaptée à la production de monocristaux de 4H/6H-SiC de haute pureté (> 99,9995 %) avec une faible densité de défauts (< 1 000/cm²), répondant ainsi aux exigences strictes des matériaux pour l'électronique de puissance et les dispositifs RF. Grâce à un contrôle précis de la composition du gaz, du débit et du gradient de température, le système permet une régulation précise du type de conductivité (type N/P) et de la résistivité du cristal.

Types de systèmes et paramètres techniques

Type de système	Plage de température	Caractéristiques principales	Applications
CVD à haute température	1500-2300°C	Chauffage par induction au graphite, uniformité de température de ±5°C	Croissance de cristaux de SiC en vrac
CVD à filament chaud	800-1400°C	Chauffage du filament de tungstène, taux de dépôt de 10 à 50 μm/h	épitaxie épaisse SiC
VPE CVD	1200-1800°C	Contrôle de température multizone, utilisation du gaz > 80 %	Production de masse de plaquettes épitaxiales
PECVD	400-800°C	Plasma amélioré, taux de dépôt de 1 à 10 μm/h	Films minces SiC basse température

Principales caractéristiques techniques

1. Système avancé de contrôle de la température
Le four est équipé d'un système de chauffage résistif multizone capable de maintenir des températures allant jusqu'à 2 300 °C avec une uniformité de ± 1 °C dans toute la chambre de croissance. Cette gestion thermique précise est obtenue grâce à :
12 zones de chauffage contrôlées indépendamment.
Surveillance redondante du thermocouple (type C W-Re).
Algorithmes de réglage du profil thermique en temps réel.
Parois de chambre refroidies par eau pour le contrôle du gradient thermique.

2. Technologie de distribution et de mélange de gaz
Notre système exclusif de distribution de gaz garantit un mélange optimal des précurseurs et une distribution uniforme :
Régulateurs de débit massique avec une précision de ± 0,05 sccm.
Collecteur d'injection de gaz multipoint.
Surveillance de la composition des gaz in situ (spectroscopie FTIR).
Compensation automatique du débit pendant les cycles de croissance.

3. Amélioration de la qualité des cristaux
Le système intègre plusieurs innovations pour améliorer la qualité du cristal :
Porte-substrat rotatif (programmable de 0 à 100 tr/min).
Technologie avancée de contrôle de la couche limite.
Système de surveillance des défauts in situ (diffusion laser UV).
Compensation automatique du stress pendant la croissance.

4. Automatisation et contrôle des processus
Exécution de recettes entièrement automatisée.
Optimisation des paramètres de croissance en temps réel de l'IA.
Surveillance et diagnostic à distance.
Enregistrement de plus de 1 000 données de paramètres (stockées pendant 5 ans).

5. Caractéristiques de sécurité et de fiabilité
Protection contre la surchauffe à triple redondance.
Système de purge d'urgence automatique.
Conception structurelle parasismique.
Garantie de disponibilité de 98,5 %.

6. Architecture évolutive
La conception modulaire permet des mises à niveau de capacité.
Compatible avec les tailles de plaquettes de 100 mm à 200 mm.
Prend en charge les configurations verticales et horizontales.
Composants à changement rapide pour la maintenance.

7. Efficacité énergétique
Consommation d'énergie 30 % inférieure à celle des systèmes comparables.
Le système de récupération de chaleur récupère 60 % de la chaleur perdue.
Algorithmes de consommation de gaz optimisés.
Exigences des installations conformes à la norme LEED.

8. Polyvalence des matériaux
Cultive tous les principaux polytypes SiC (4H, 6H, 3C).
Prend en charge les variantes conductrices et semi-isolantes.
Compatible avec différents schémas de dopage (type N, type P).
Compatible avec des précurseurs alternatifs (par exemple, TMS, TES).

9. Performances du système de vide
Pression de base : <1×10⁻⁶ Torr
Taux de fuite : <1×10⁻⁹ Torr·L/sec
Vitesse de pompage : 5000L/s (pour SiH₄)

Contrôle automatique de la pression pendant les cycles de croissance
Cette spécification technique complète démontre la capacité de notre système à produire des cristaux de SiC de qualité recherche et production, avec une régularité et un rendement inégalés dans l'industrie. L'association d'un contrôle de précision, d'une surveillance avancée et d'une ingénierie robuste fait de ce système CVD le choix idéal pour les applications de R&D et de production en série dans l'électronique de puissance, les dispositifs RF et autres applications avancées de semi-conducteurs.

Principaux avantages

1. Croissance cristalline de haute qualité
• Densité de défauts aussi faible que <1000/cm² (4H-SiC)
• Uniformité du dopage < 5 % (plaquettes de 6 pouces)
• Pureté cristalline > 99,9995 %

2. Capacité de production à grande échelle
• Prend en charge la croissance de plaquettes jusqu'à 8 pouces
• Uniformité du diamètre > 99 %
• Variation d'épaisseur <±2%

3. Contrôle précis du processus
• Précision du contrôle de la température ±1°C
• Précision du contrôle du débit de gaz ± 0,1 sccm
• Précision du contrôle de la pression ± 0,1 Torr

4. Efficacité énergétique
• 30 % plus économe en énergie que les méthodes conventionnelles
• Taux de croissance jusqu'à 50-200 μm/h
• Temps de disponibilité de l'équipement > 95 %

Applications clés

1. Appareils électroniques de puissance
Substrats 4H-SiC de 6 pouces pour MOSFET/diodes 1200 V+, réduisant les pertes de commutation de 50 %.

2. Communication 5G
Substrats SiC semi-isolants (résistivité >10⁸Ω·cm) pour PA de station de base, avec perte d'insertion <0,3 dB à >10 GHz.

3. Véhicules à énergie nouvelle
Les modules d'alimentation SiC de qualité automobile étendent l'autonomie des véhicules électriques de 5 à 8 % et réduisent le temps de charge de 30 %.

4. Onduleurs PV
Les substrats à faible défaut augmentent l’efficacité de conversion au-delà de 99 % tout en réduisant la taille du système de 40 %.

Services de XKH

1. Services de personnalisation
Systèmes CVD sur mesure de 4 à 8 pouces.
Prend en charge la croissance de type 4H/6H-N, de type isolant 4H/6H-SEMI, etc.

2. Support technique
Formation complète sur l'optimisation des opérations et des processus.
Réponse technique 24h/24 et 7j/7.

3. Solutions clés en main
Services de bout en bout, de l'installation à la validation du processus.

4. Approvisionnement en matériel
Substrats/plaquettes épitaxiales SiC de 2 à 12 pouces disponibles.
Prend en charge les polytypes 4H/6H/3C.

Les principaux différenciateurs comprennent :
Capacité de croissance cristalline jusqu'à 8 pouces.
Taux de croissance 20 % plus rapide que la moyenne du secteur.
Fiabilité du système à 98 %.
Ensemble complet de système de contrôle intelligent.