ದೊಡ್ಡ ವ್ಯಾಸದ SiC ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ TSSG/LPE ವಿಧಾನಗಳಿಗಾಗಿ SiC ಇಂಗೋಟ್ ಗ್ರೋತ್ ಫರ್ನೇಸ್
ಕೆಲಸದ ತತ್ವ
ದ್ರವ-ಹಂತದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಇಂಗೋಟ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೂಲ ತತ್ವವೆಂದರೆ 1800-2100°C ನಲ್ಲಿ ಕರಗಿದ ಲೋಹಗಳಲ್ಲಿ (ಉದಾ. Si, Cr) ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಕರಗಿಸಿ ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ದ್ರಾವಣಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವುದು, ನಂತರ ನಿಖರವಾದ ತಾಪಮಾನದ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ಮತ್ತು ಸೂಪರ್ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಮೂಲಕ ಬೀಜ ಹರಳುಗಳ ಮೇಲೆ SiC ಏಕ ಹರಳುಗಳ ನಿಯಂತ್ರಿತ ದಿಕ್ಕಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಕಡಿಮೆ ದೋಷ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ (<100/cm²) ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ (>99.9995%) 4H/6H-SiC ಏಕ ಹರಳುಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು RF ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಕಠಿಣ ತಲಾಧಾರದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ. ದ್ರವ-ಹಂತದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾದ ಪರಿಹಾರ ಸಂಯೋಜನೆ ಮತ್ತು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳ ಮೂಲಕ ಸ್ಫಟಿಕ ವಾಹಕತೆ ಪ್ರಕಾರ (N/P ಪ್ರಕಾರ) ಮತ್ತು ಪ್ರತಿರೋಧಕದ ನಿಖರವಾದ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಕೋರ್ ಘಟಕಗಳು
1. ವಿಶೇಷ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆ: ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್/ಟ್ಯಾಂಟಲಮ್ ಸಂಯೋಜಿತ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್, ತಾಪಮಾನ ನಿರೋಧಕತೆ >2200°C, SiC ಕರಗುವ ತುಕ್ಕುಗೆ ನಿರೋಧಕ.
2. ಬಹು-ವಲಯ ತಾಪನ ವ್ಯವಸ್ಥೆ: ± 0.5 ° C (1800-2100 ° C ಶ್ರೇಣಿ) ತಾಪಮಾನ ನಿಯಂತ್ರಣ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿತ ಪ್ರತಿರೋಧ/ಇಂಡಕ್ಷನ್ ತಾಪನ.
3. ನಿಖರ ಚಲನೆಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆ: ಬೀಜ ತಿರುಗುವಿಕೆ (0-50rpm) ಮತ್ತು ಎತ್ತುವಿಕೆ (0.1-10mm/h) ಗಾಗಿ ಡ್ಯುಯಲ್ ಕ್ಲೋಸ್ಡ್-ಲೂಪ್ ನಿಯಂತ್ರಣ.
4. ವಾತಾವರಣ ನಿಯಂತ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆ: ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಆರ್ಗಾನ್/ಸಾರಜನಕ ರಕ್ಷಣೆ, ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಕೆಲಸದ ಒತ್ತಡ (0.1-1atm).
5. ಬುದ್ಧಿವಂತ ನಿಯಂತ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆ: ನೈಜ-ಸಮಯದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯೊಂದಿಗೆ PLC+ಕೈಗಾರಿಕಾ PC ಅನಗತ್ಯ ನಿಯಂತ್ರಣ.
6. ದಕ್ಷ ಕೂಲಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆ: ಶ್ರೇಣೀಕೃತ ನೀರಿನ ತಂಪಾಗಿಸುವ ವಿನ್ಯಾಸವು ದೀರ್ಘಕಾಲೀನ ಸ್ಥಿರ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ.
TSSG vs. LPE ಹೋಲಿಕೆ
ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು | TSSG ವಿಧಾನ | LPE ವಿಧಾನ |
ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಾಪಮಾನ | ೨೦೦೦-೨೧೦೦°ಸೆಂ | 1500-1800°C ತಾಪಮಾನ |
ಬೆಳವಣಿಗೆ ದರ | 0.2-1ಮಿಮೀ/ಗಂಟೆಗೆ | 5-50μm/ಗಂ |
ಸ್ಫಟಿಕದ ಗಾತ್ರ | 4-8 ಇಂಚಿನ ಇಂಗುಗಳು | 50-500μm ಎಪಿ-ಲೇಯರ್ಗಳು |
ಮುಖ್ಯ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ | ತಲಾಧಾರ ತಯಾರಿಕೆ | ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನದ ಎಪಿ-ಲೇಯರ್ಗಳು |
ದೋಷ ಸಾಂದ್ರತೆ | <500/ಸೆಂ² | <100/ಸೆಂ² |
ಸೂಕ್ತವಾದ ಪಾಲಿಟೈಪ್ಗಳು | 4H/6H-SiC | 4H/3C-SiC |
ಪ್ರಮುಖ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು
1. ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್: 1200V+ MOSFET ಗಳು/ಡಯೋಡ್ಗಳಿಗೆ 6-ಇಂಚಿನ 4H-SiC ತಲಾಧಾರಗಳು.
2. 5G RF ಸಾಧನಗಳು: ಬೇಸ್ ಸ್ಟೇಷನ್ PA ಗಳಿಗೆ ಅರೆ-ನಿರೋಧಕ SiC ತಲಾಧಾರಗಳು.
3. EV ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು: ಆಟೋಮೋಟಿವ್-ಗ್ರೇಡ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ಗಳಿಗಾಗಿ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ದಪ್ಪ (>200μm) ಎಪಿ-ಲೇಯರ್ಗಳು.
4. ಪಿವಿ ಇನ್ವರ್ಟರ್ಗಳು: ಕಡಿಮೆ-ದೋಷದ ತಲಾಧಾರಗಳು >99% ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ.
ಪ್ರಮುಖ ಅನುಕೂಲಗಳು
1. ತಾಂತ್ರಿಕ ಶ್ರೇಷ್ಠತೆ
೧.೧ ಸಂಯೋಜಿತ ಬಹು-ವಿಧಾನ ವಿನ್ಯಾಸ
ಈ ದ್ರವ-ಹಂತದ SiC ಇಂಗೋಟ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು TSSG ಮತ್ತು LPE ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ನವೀನವಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ. TSSG ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ನಿಖರವಾದ ಕರಗುವ ಸಂವಹನ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ನಿಯಂತ್ರಣದೊಂದಿಗೆ (ΔT≤5℃/cm) ಉನ್ನತ-ಬೀಜದ ದ್ರಾವಣ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು 6H/4H-SiC ಸ್ಫಟಿಕಗಳಿಗೆ 15-20kg ಏಕ-ರನ್ ಇಳುವರಿಯೊಂದಿಗೆ 4-8 ಇಂಚಿನ ದೊಡ್ಡ-ವ್ಯಾಸದ SiC ಇಂಗೋಟ್ಗಳ ಸ್ಥಿರ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. LPE ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ ದಪ್ಪ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರಗಳನ್ನು <100/cm² ನೊಂದಿಗೆ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ (1500-1800℃) ಬೆಳೆಯಲು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾದ ದ್ರಾವಕ ಸಂಯೋಜನೆ (Si-Cr ಮಿಶ್ರಲೋಹ ವ್ಯವಸ್ಥೆ) ಮತ್ತು ಸೂಪರ್ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ ನಿಯಂತ್ರಣ (±1%) ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.
1.2 ಬುದ್ಧಿವಂತ ನಿಯಂತ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆ
4 ನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಬೆಳವಣಿಗೆ ನಿಯಂತ್ರಣದೊಂದಿಗೆ ಸಜ್ಜುಗೊಂಡಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಇವು ಸೇರಿವೆ:
• ಬಹು-ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ಇನ್-ಸಿಟು ಮಾನಿಟರಿಂಗ್ (400-2500nm ತರಂಗಾಂತರ ಶ್ರೇಣಿ)
• ಲೇಸರ್ ಆಧಾರಿತ ಕರಗುವ ಮಟ್ಟದ ಪತ್ತೆ (± 0.01mm ನಿಖರತೆ)
• CCD-ಆಧಾರಿತ ವ್ಯಾಸದ ಕ್ಲೋಸ್ಡ್-ಲೂಪ್ ನಿಯಂತ್ರಣ (<±1mm ಏರಿಳಿತ)
• AI-ಚಾಲಿತ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ನಿಯತಾಂಕ ಆಪ್ಟಿಮೈಸೇಶನ್ (15% ಇಂಧನ ಉಳಿತಾಯ)
2. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಅನುಕೂಲಗಳು
2.1 TSSG ವಿಧಾನದ ಪ್ರಮುಖ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು
• ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ: 99.5% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ವ್ಯಾಸದ ಏಕರೂಪತೆಯೊಂದಿಗೆ 8-ಇಂಚಿನ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ.
• ಉನ್ನತ ಸ್ಫಟಿಕೀಯತೆ: ಡಿಸ್ಲೊಕೇಶನ್ ಸಾಂದ್ರತೆ <500/cm², ಮೈಕ್ರೋಪೈಪ್ ಸಾಂದ್ರತೆ <5/cm²
• ಡೋಪಿಂಗ್ ಏಕರೂಪತೆ: <8% n-ಟೈಪ್ ರೆಸಿಸ್ಟಿವಿಟಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸ (4-ಇಂಚಿನ ವೇಫರ್ಗಳು)
• ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರ: ಹೊಂದಾಣಿಕೆ 0.3-1.2 ಮಿಮೀ/ಗಂ, ಆವಿ-ಹಂತದ ವಿಧಾನಗಳಿಗಿಂತ 3-5× ವೇಗವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
2.2 LPE ವಿಧಾನದ ಪ್ರಮುಖ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು
• ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಲೋ ದೋಷ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ: ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಸ್ಥಿತಿ ಸಾಂದ್ರತೆ <1×10¹¹cm⁻²·eV⁻¹
• ನಿಖರವಾದ ದಪ್ಪ ನಿಯಂತ್ರಣ: <±2% ದಪ್ಪ ವ್ಯತ್ಯಾಸದೊಂದಿಗೆ 50-500μm ಎಪಿ-ಲೇಯರ್ಗಳು
• ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ದಕ್ಷತೆ: CVD ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗಿಂತ 300-500℃ ಕಡಿಮೆ
• ಸಂಕೀರ್ಣ ರಚನೆಯ ಬೆಳವಣಿಗೆ: ಪಿಎನ್ ಜಂಕ್ಷನ್ಗಳು, ಸೂಪರ್ಲ್ಯಾಟಿಸ್ಗಳು ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ.
3. ಉತ್ಪಾದನಾ ದಕ್ಷತೆಯ ಅನುಕೂಲಗಳು
3.1 ವೆಚ್ಚ ನಿಯಂತ್ರಣ
• 85% ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಬಳಕೆ (ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ 60% ವಿರುದ್ಧ)
• 40% ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ (HVPE ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ)
• 90% ಉಪಕರಣಗಳ ಅಪ್ಟೈಮ್ (ಮಾಡ್ಯುಲರ್ ವಿನ್ಯಾಸವು ಡೌನ್ಟೈಮ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ)
3.2 ಗುಣಮಟ್ಟದ ಭರವಸೆ
• 6σ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ನಿಯಂತ್ರಣ (CPK>1.67)
• ಆನ್ಲೈನ್ ದೋಷ ಪತ್ತೆ (0.1μm ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್)
• ಪೂರ್ಣ-ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಡೇಟಾ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವಿಕೆ (2000+ ನೈಜ-ಸಮಯದ ನಿಯತಾಂಕಗಳು)
3.3 ಸ್ಕೇಲೆಬಿಲಿಟಿ
• 4H/6H/3C ಪಾಲಿಟೈಪ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ
• 12-ಇಂಚಿನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ಗಳಿಗೆ ಅಪ್ಗ್ರೇಡ್ ಮಾಡಬಹುದು
• SiC/GaN ಹೆಟೆರೊ-ಇಂಟಿಗ್ರೇಷನ್ ಅನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ
4. ಉದ್ಯಮದ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅನುಕೂಲಗಳು
4.1 ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಧನಗಳು
• 1200-3300V ಸಾಧನಗಳಿಗೆ ಕಡಿಮೆ-ನಿರೋಧಕ ತಲಾಧಾರಗಳು (0.015-0.025Ω·cm)
• RF ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ ಅರೆ-ನಿರೋಧಕ ತಲಾಧಾರಗಳು (>10⁸Ω·cm)
4.2 ಉದಯೋನ್ಮುಖ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು
• ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಸಂವಹನ: ಅತಿ ಕಡಿಮೆ ಶಬ್ದ ತಲಾಧಾರಗಳು (1/f ಶಬ್ದ<-120dB)
• ತೀವ್ರ ಪರಿಸರಗಳು: ವಿಕಿರಣ-ನಿರೋಧಕ ಹರಳುಗಳು (1×10¹⁶n/cm² ವಿಕಿರಣದ ನಂತರ <5% ಅವನತಿ)
ಎಕ್ಸ್.ಕೆ.ಹೆಚ್. ಸರ್ವಿಸೆಸ್
1. ಕಸ್ಟಮೈಸ್ ಮಾಡಿದ ಉಪಕರಣಗಳು: ಸೂಕ್ತವಾದ TSSG/LPE ಸಿಸ್ಟಮ್ ಕಾನ್ಫಿಗರೇಶನ್ಗಳು.
2. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ತರಬೇತಿ: ಸಮಗ್ರ ತಾಂತ್ರಿಕ ತರಬೇತಿ ಕಾರ್ಯಕ್ರಮಗಳು.
3. ಮಾರಾಟದ ನಂತರದ ಬೆಂಬಲ: 24/7 ತಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ವಹಣೆ.
4. ಟರ್ನ್ಕೀ ಪರಿಹಾರಗಳು: ಅನುಸ್ಥಾಪನೆಯಿಂದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಮೌಲ್ಯೀಕರಣದವರೆಗೆ ಪೂರ್ಣ-ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಸೇವೆ.
5. ಸಾಮಗ್ರಿ ಪೂರೈಕೆ: 2-12 ಇಂಚಿನ SiC ತಲಾಧಾರಗಳು/ಎಪಿ-ವೇಫರ್ಗಳು ಲಭ್ಯವಿದೆ.
ಪ್ರಮುಖ ಅನುಕೂಲಗಳು ಸೇರಿವೆ:
• 8-ಇಂಚಿನವರೆಗೆ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ.
• ಪ್ರತಿರೋಧಕ ಏಕರೂಪತೆ <0.5%.
• ಸಲಕರಣೆಗಳ ಕಾರ್ಯಾವಧಿ >95%.
• 24/7 ತಾಂತ್ರಿಕ ಬೆಂಬಲ.


