طريقة الترسيب الكيميائي للبخار لإنتاج مواد خام كربيد السيليكون عالية النقاء في فرن تخليق كربيد السيليكون عند درجة حرارة 1600 درجة مئوية

طريقة الترسيب الكيميائي للبخار لإنتاج مواد خام عالية النقاء من كربيد السيليكون في فرن تخليق كربيد السيليكون عند درجة حرارة 1600 درجة مئوية (صورة مميزة)

وصف مختصر:

فرن تصنيع كربيد السيليكون (SiC) بتقنية الترسيب الكيميائي للبخار (CVD). يستخدم هذا الفرن تقنية الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) لترسيب مصادر السيليكون الغازية (مثل SiH₄ وSiCl₄) في بيئة ذات درجة حرارة عالية، حيث تتفاعل هذه المصادر مع مصادر الكربون (مثل C₃H₈ وCH₄). يُعد هذا الفرن جهازًا أساسيًا لنمو بلورات كربيد السيليكون عالية النقاء على ركيزة (الجرافيت أو بذور SiC). تُستخدم هذه التقنية بشكل رئيسي لتحضير ركائز بلورية أحادية من SiC (4H/6H-SiC)، وهي المعدات الأساسية في تصنيع أشباه الموصلات عالية الطاقة (مثل MOSFET وSBD).

أرسل لنا بريدًا إلكترونيًا

سمات

مبدأ العمل:

1. إمداد المواد الأولية. يتم خلط غازات مصدر السيليكون (مثل SiH₄) ومصدر الكربون (مثل C₃H₈) بنسبة معينة وتغذيتها إلى غرفة التفاعل.

2. التحلل عند درجة حرارة عالية: عند درجة حرارة عالية تتراوح بين 1500 و2300 درجة مئوية، ينتج عن تحلل الغاز ذرات نشطة من السيليكون والكربون.

3. التفاعل السطحي: يتم ترسيب ذرات السيليكون والكربون على سطح الركيزة لتشكيل طبقة بلورية من كربيد السيليكون.

4. نمو البلورات: من خلال التحكم في تدرج درجة الحرارة وتدفق الغاز والضغط، لتحقيق نمو اتجاهي على طول المحور c أو المحور a.

المعايير الرئيسية:

درجة الحرارة: 1600~2200 درجة مئوية (>2000 درجة مئوية لـ 4H-SiC)

الضغط: 50~200 ملي بار (ضغط منخفض لتقليل تكوين نوى الغاز)

نسبة الغاز: Si/C≈1.0~1.2 (لتجنب عيوب إثراء السيليكون أو الكربون)

الميزات الرئيسية:

(1) جودة الكريستال
كثافة العيوب المنخفضة: كثافة الأنابيب الدقيقة < 0.5 سم ⁻²، كثافة الخلع <10⁴ سم⁻².

التحكم في نوع البلورات المتعددة: يمكن إنماء 4H-SiC (السائد)، 6H-SiC، 3C-SiC وأنواع أخرى من البلورات.

(2) أداء المعدات
استقرار درجة الحرارة العالية: التسخين بالحث الجرافيتي أو التسخين بالمقاومة، درجة الحرارة >2300 درجة مئوية.

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 ركائز SiC بحجم 6/8 بوصة.

(4) استهلاك الطاقة والتكلفة
استهلاك الطاقة العالي (200 ~ 500 كيلوواط ساعة لكل فرن)، وهو ما يمثل 30٪ ~ 50٪ من تكلفة إنتاج ركيزة كربيد السيليكون.

التطبيقات الأساسية:

1. ركيزة أشباه الموصلات للطاقة: ترانزستورات MOSFET المصنوعة من كربيد السيليكون لتصنيع المركبات الكهربائية ومحولات الطاقة الكهروضوئية.

2. جهاز الترددات اللاسلكية: محطة قاعدة 5G GaN-on-SiC ركيزة فوقية.

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 حسب الطلب
قطر غرفة الفرن	1100 مم
سعة التحميل	50 كجم
درجة الفراغ القصوى	10-2 باسكال (بعد ساعتين من بدء تشغيل المضخة الجزيئية)
معدل ارتفاع ضغط الحجرة	≤10 باسكال/ساعة (بعد التكليس)
شوط رفع غطاء الفرن السفلي	1500 مم
طريقة التسخين	التسخين بالحث
أقصى درجة حرارة في الفرن	2400 درجة مئوية
مصدر طاقة التسخين	2 × 40 كيلوواط
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؛
تكوين اختياري	نقطة قياس درجة الحرارة المزدوجة، رافعة شوكية للتفريغ.

خدمات XKH:

تقدم شركة XKH خدمات متكاملة لأفران الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) لكربيد السيليكون، تشمل تخصيص المعدات (تصميم مناطق درجة الحرارة، وتكوين نظام الغاز)، وتطوير العمليات (التحكم في البلورات، وتحسين العيوب)، والتدريب التقني (التشغيل والصيانة)، ودعم ما بعد البيع (توفير قطع غيار المكونات الرئيسية، والتشخيص عن بُعد) لمساعدة العملاء على تحقيق إنتاج كميات كبيرة من ركائز كربيد السيليكون عالية الجودة. كما توفر الشركة خدمات ترقية العمليات لتحسين إنتاجية البلورات وكفاءة نموها بشكل مستمر.