طريقة الترسيب الكيميائي للبخار لإنتاج مواد خام عالية النقاء من كربيد السيليكون في فرن تخليق كربيد السيليكون عند درجة حرارة 1600 درجة مئوية
مبدأ العمل:
١. إمداد المواد الأولية. تُخلط غازات مصدر السيليكون (مثل SiH₄) ومصدر الكربون (مثل C₃H₈) بنسب متناسبة، وتُغذّى في حجرة التفاعل.
2. التحلل في درجات الحرارة العالية: عند درجة حرارة عالية تتراوح بين 1500 و2300 درجة مئوية، يؤدي تحلل الغاز إلى توليد ذرات نشطة من السيليكون والكربون.
3. تفاعل السطح: تترسب ذرات السيليكون والكربون على سطح الركيزة لتكوين طبقة بلورية من السيليكون والكربون.
4. نمو البلورات: من خلال التحكم في تدرج درجة الحرارة، وتدفق الغاز والضغط، لتحقيق النمو الاتجاهي على طول المحور c أو المحور a.
المعلمات الرئيسية:
· درجة الحرارة: 1600~2200 درجة مئوية (>2000 درجة مئوية لـ 4H-SiC)
· الضغط: 50~200 ملي بار (ضغط منخفض لتقليل تكوين الغاز)
· نسبة الغاز: Si/C ≈1.0~1.2 (لتجنب عيوب إثراء Si أو C)
المميزات الرئيسية:
(1) جودة الكريستال
كثافة عيب منخفضة: كثافة الأنابيب الدقيقة < 0.5 سم ⁻²، كثافة الخلع < 10⁴ سم ⁻².
التحكم في النوع متعدد البلورات: يمكن أن ينمو 4H-SiC (السائد)، 6H-SiC، 3C-SiC وأنواع أخرى من البلورات.
(2) أداء المعدات
استقرار درجة الحرارة العالية: تسخين الجرافيت التعريفي أو تسخين المقاومة، درجة الحرارة >2300℃.
التحكم في التوحيد: تقلب درجة الحرارة ±5 درجة مئوية، معدل النمو 10~50 ميكرومتر/ساعة.
نظام الغاز: مقياس تدفق الكتلة عالي الدقة (MFC)، نقاء الغاز ≥99.999%.
(3) المزايا التكنولوجية
نقاء عالي: تركيز الشوائب الخلفية <10¹⁶ سم⁻³ (N، B، إلخ).
حجم كبير: يدعم نمو ركيزة SiC بحجم 6 "/8".
(4) استهلاك الطاقة والتكلفة
استهلاك مرتفع للطاقة (200~500 كيلو وات ساعة لكل فرن)، ويمثل 30%~50% من تكلفة إنتاج ركيزة SiC.
التطبيقات الأساسية:
1. ركيزة أشباه الموصلات للطاقة: MOSFETs SiC لتصنيع المركبات الكهربائية والعاكسات الكهروضوئية.
2. جهاز RF: محطة قاعدة 5G ركيزة طبقية من GaN-on-SiC.
3. أجهزة البيئات القاسية: أجهزة استشعار درجات الحرارة العالية لمحطات الطاقة الفضائية والنووية.
المواصفات الفنية:
| مواصفة | تفاصيل |
| الأبعاد (الطول × العرض × الارتفاع) | 4000 × 3400 × 4300 مم أو تخصيص |
| قطر حجرة الفرن | 1100 ملم |
| سعة التحميل | 50 كجم |
| درجة الفراغ الحدية | 10-2 باسكال (ساعتين بعد بدء تشغيل المضخة الجزيئية) |
| معدل ارتفاع ضغط الغرفة | ≤10 باسكال/ساعة (بعد التكليس) |
| شوط رفع غطاء الفرن السفلي | 1500 ملم |
| طريقة التسخين | التدفئة الحثيية |
| أقصى درجة حرارة في الفرن | 2400 درجة مئوية |
| مصدر طاقة التدفئة | 2 × 40 كيلو واط |
| قياس درجة الحرارة | قياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء ثنائية اللون |
| نطاق درجة الحرارة | 900~3000 درجة مئوية |
| دقة التحكم في درجة الحرارة | ±1 درجة مئوية |
| نطاق ضغط التحكم | 1~700 ملي بار |
| دقة التحكم في الضغط | 1~5 ملي بار ± 0.1 ملي بار؛ 5~100 ملي بار ± 0.2 ملي بار؛ 100~700 ملي بار ± 0.5 ملي بار |
| طريقة التحميل | تحميل أقل؛ |
| التكوين الاختياري | نقطة قياس درجة الحرارة المزدوجة، رافعة شوكية التفريغ. |
خدمات XKH:
تقدم شركة XKH خدمات شاملة لأفران ترسيب البخار الكيميائي (CVD) كربيد السيليكون، بما في ذلك تخصيص المعدات (تصميم منطقة درجة الحرارة، وتكوين نظام الغاز)، وتطوير العمليات (التحكم في البلورات، وتحسين العيوب)، والتدريب الفني (التشغيل والصيانة)، ودعم ما بعد البيع (توريد قطع غيار المكونات الرئيسية، والتشخيص عن بُعد)، وذلك لمساعدة العملاء على تحقيق إنتاج كميات كبيرة من ركائز كربيد السيليكون عالية الجودة. كما تقدم خدمات ترقية العمليات لتحسين إنتاج البلورات وكفاءة نموها باستمرار.
مخطط تفصيلي
