炭化ケイ素(SiC)結晶成長炉

結晶の成長は、炭化ケイ素基板、その中核となる設備が結晶成長炉です。従来の結晶シリコングレードの結晶成長炉と同様に、炉の構造はそれほど複雑ではなく、主に炉本体、加熱システム、コイル伝達機構、真空取得および測定システム、ガス経路システム、冷却システムで構成されています。 、制御システムなど。熱場とプロセス条件が品質、サイズ、導電特性、その他の重要な指標を決定します。炭化ケイ素結晶.

成長時の温度は、炭化ケイ素結晶は非常に高く監視できないため、主な問題はプロセス自体にあります。

(1) 熱場の制御が難しい: 閉じた高温キャビティの監視は難しく、制御できません。高度に自動化され、結晶成長プロセスを観察および制御できる従来のシリコンベースの溶液チョクラルスキー結晶成長装置とは異なり、炭化ケイ素結晶は密閉された空間で2,000℃を超える高温で成長します。製造中は成長温度を正確に制御する必要があります。 、温度管理が難しい。

(2) 結晶形態の制御が難しい。成長過程で微小管、ポリタイプインクルージョン、転位などの欠陥が発生しやすく、それらが相互作用して進化する。マイクロパイプ (MP) は、数ミクロンから数十ミクロンのサイズの貫通欠陥であり、デバイスの致命的な欠陥です。炭化珪素単結晶には200種類以上の異なる結晶形がありますが、その中でも少数の結晶構造（4H型）のみが製造に必要な半導体材料です。成長プロセス中に結晶変態が起こりやすく、多種類の介在物欠陥が発生します。したがって、シリコンと炭素の比率、成長温度勾配、結晶成長速度、エアフロー圧力などのパラメータを正確に制御する必要があります。さらに、炭化ケイ素単結晶の成長には熱場に温度勾配があり、結晶中に自然内部応力やその結果生じる転位（基底面転位 BPD、らせん転位 TSD、刃状転位 TED）などの欠陥が存在します。成長プロセスに影響を及ぼし、その後のエピタキシーやデバイスに影響を与えます。品質とパフォーマンス。

（３）ドーピング制御が難しい。方向性ドープされた導電性結晶を得るには、外部不純物の導入を厳密に制御しなければならない。

（４）成長速度が遅い：炭化珪素の結晶成長速度は非常に遅い。従来のシリコン素材が結晶ロッドに成長するのにかかる時間はわずか 3 日ですが、炭化ケイ素の結晶ロッドの場合は 7 日かかります。その結果、炭化珪素の生産効率が自然に低下することになる。これより低い場合、出力は非常に制限されます。

一方で、炭化珪素エピタキシャル成長のパラメータは、装置の気密性、反応室の圧力安定性、ガス導入時間の精密な制御、ガス比の精度、厳密な制御など非常に厳しいものとなります。成膜温度の管理。特にデバイスの電圧レベルが上昇するにつれて、エピタキシャルウェーハのコアパラメータを制御することが大幅に困難になります。

また、エピタキシャル層の厚さが厚くなると、厚さを確保しながら抵抗率の均一性を制御し、欠陥密度をいかに低減するかが大きな課題となっている。電動化された制御システムでは、さまざまなパラメータを正確かつ安定して制御できるように、高精度のセンサーやアクチュエーターを統合する必要があります。同時に、制御アルゴリズムの最適化も重要です。炭化ケイ素エピタキシャル成長プロセスにおけるさまざまな変化に適応するには、フィードバック信号に基づいて制御戦略をリアルタイムで調整できる必要があります。

セミコレックスは高品質を提供しますSiC結晶成長用コンポーネント。ご質問がある場合、または詳細が必要な場合は、お気軽にお問い合わせください。

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