실리콘 카바이드 내성 장결정 성장로 6/8/12인치 SiC 잉곳 PVT 방식
작동 원리:
1. 원료 투입: 고순도 SiC 분말(또는 블록)을 흑연 도가니 바닥(고온 영역)에 넣습니다.
2. 진공/불활성 환경: 용광로 챔버를 진공 상태(<10⁻³ mbar)로 만들거나 불활성 가스(Ar)를 통과시키십시오.
3. 고온 승화: 2000~2500℃까지 저항 가열하면 SiC가 Si, Si₂C, SiC₂ 및 기타 기체상 성분으로 분해됩니다.
4. 기체상 전달: 온도 기울기가 기체상 물질의 저온 영역(시드 말단)으로의 확산을 유도합니다.
5. 결정 성장: 기체상은 종자 결정 표면에서 재결정화되어 C축 또는 A축을 따라 방향성을 가지고 성장합니다.
주요 매개변수:
1. 온도 구배: 20~50℃/cm (성장 속도 및 결함 밀도 제어).
2. 압력: 1~100mbar (불순물 혼입을 줄이기 위한 저압).
3. 성장 속도: 0.1~1mm/h (결정 품질 및 생산 효율에 영향을 미침).
주요 특징:
(1) 결정질
낮은 결함 밀도: 미세소관 밀도 <1 cm⁻², 전위 밀도 10³~10⁴ cm⁻² (시드 최적화 및 공정 제어를 통해).
다결정 유형 제어: 4H-SiC(주력), 6H-SiC 성장 가능, 4H-SiC 비율 90% 이상(온도 구배 및 기체상 화학양론적 비율을 정확하게 제어해야 함).
(2) 장비 성능
고온 안정성: 흑연 발열체 온도 2500℃ 이상, 용광로 본체는 다층 단열 설계(예: 흑연 펠트 + 수냉식 재킷)를 채택했습니다.
균일성 제어: 축 방향/반경 방향 온도 변동이 ±5°C 이내로 유지되어 결정 직경의 일관성을 보장합니다(6인치 기판 두께 편차 <5%).
자동화 수준: 통합 PLC 제어 시스템, 온도, 압력 및 성장률의 실시간 모니터링.
(3) 기술적 이점
높은 재료 활용률: 원료 전환율 >70% (CVD 방식보다 우수).
대형 사이즈 호환성: 6인치 제품은 양산이 완료되었으며, 8인치 제품은 개발 단계에 있습니다.
(4) 에너지 소비 및 비용
단일 용광로의 에너지 소비량은 300~800kW·h이며, 이는 SiC 기판 생산 비용의 40~60%를 차지합니다.
장비 투자 비용은 높지만(단위당 150만~300만 달러), 단위 기판 비용은 CVD 방식보다 낮습니다.
핵심 응용 분야:
1. 전력 전자: 전기 자동차 인버터 및 태양광 인버터용 SiC MOSFET 기판.
2. RF 소자: 5G 기지국용 GaN-on-SiC 에피택셜 기판(주로 4H-SiC).
3. 극한 환경 장치: 항공우주 및 원자력 장비용 고온·고압 센서.
기술적 매개변수:
| 사양 | 세부 |
| 크기 (길이 × 너비 × 높이) | 2500 × 2400 × 3456 mm 또는 맞춤 제작 |
| 도가니 직경 | 900mm |
| 최대 진공 압력 | 6 × 10⁻⁴ Pa (1.5시간 진공 처리 후) |
| 누출률 | ≤5 Pa/12h (베이크아웃) |
| 회전축 직경 | 50mm |
| 회전 속도 | 0.5~5 rpm |
| 가열 방식 | 전기 저항 가열 |
| 최대 용광로 온도 | 2500°C |
| 난방 출력 | 40kW × 2 × 20kW |
| 온도 측정 | 이중 색상 적외선 온도계 |
| 온도 범위 | 900–3000°C |
| 온도 정확도 | ±1°C |
| 압력 범위 | 1–700 mbar |
| 압력 제어 정확도 | 1–10 mbar: ±0.5% FS; 10–100 mbar: ±0.5% FS; 100–700 mbar: ±0.5% FS |
| 운영 유형 | 하단 적재, 수동/자동 안전 옵션 |
| 선택 사양 | 이중 온도 측정, 다중 난방 구역 |
XKH 서비스:
XKH는 SiC PVT로의 전 공정 서비스를 제공합니다. 여기에는 장비 맞춤화(열장 설계, 자동 제어), 공정 개발(결정 형상 제어, 결함 최적화), 기술 교육(운영 및 유지 보수) 및 사후 지원(흑연 부품 교체, 열장 교정)이 포함되어 고객이 고품질 SiC 결정을 대량 생산할 수 있도록 지원합니다. 또한, 결정 수율 및 성장 효율을 지속적으로 향상시키는 공정 업그레이드 서비스도 제공하며, 일반적인 리드타임은 3~6개월입니다.
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