SiC晶體生長(cháng)進(jìn)入電阻爐時(shí)代！

來(lái)源： 化合物半導體市場(chǎng)

Source：恒普科技

據了解，國內SiC晶體生長(cháng)爐基本都是采用感應發(fā)熱的方式，感應發(fā)熱晶體生長(cháng)爐設備具有投資低、結構簡(jiǎn)單、維護便利、熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，已被行業(yè)廣泛使用。但是，受制于有些技術(shù)難點(diǎn)，其性能難以進(jìn)一步提高，主要包括：由于趨膚效應，均勻熱場(chǎng)建立難度高，熱場(chǎng)的溫度容易受到外部環(huán)境的擾動(dòng)，難以修正由于晶體生長(cháng)和原料分解等參數變化帶來(lái)的內部擾動(dòng)，并且工藝參數強深度耦合，控制難度高。

在碳化硅8英寸時(shí)代到來(lái)之際，隨著(zhù)坩堝的直徑增長(cháng)，感應線(xiàn)圈只能加熱坩堝的表面，不同位置的徑向溫度梯度都會(huì )隨之增大，而這樣的參數變化不適合大直徑的晶體生長(cháng)，對于原料分解、晶體面型、熱應力帶來(lái)的復雜缺陷的調節方面都面臨挑戰。

為解決行業(yè)痛點(diǎn)，恒普科技推出了以【軸徑分離】*為核心技術(shù)，石墨發(fā)熱的SiC晶體生長(cháng)技術(shù)平臺，與【新工藝】* 組合，更優(yōu)化地解決晶體的長(cháng)大、長(cháng)快、長(cháng)厚的行業(yè)核心需求。

Source：恒普科技

據介紹，新一代石墨發(fā)熱晶體生長(cháng)爐，在籽晶徑向區域主動(dòng)調節其區域溫度，軸向溫度通過(guò)料區熱場(chǎng)調節其區域溫度，從而實(shí)現【軸徑分離】。

晶體生長(cháng)時(shí)，隨著(zhù)厚度的增加，籽晶區域熱容發(fā)生變化，熱導也會(huì )發(fā)生很大的變化，這些參數的變化都會(huì )影響到籽晶區域的溫度，由于籽晶區域有徑向平面的發(fā)熱體，可以主動(dòng)調節徑向平面的溫度，實(shí)現徑向平面的可控熱量散失。隨著(zhù)原料分解，料的導熱率發(fā)生變化（注：二次傳質(zhì)的舊工藝），且在料的上部結晶，料區熱場(chǎng)根據料的狀態(tài)可以主動(dòng)調節料區溫度。

設定生長(cháng)工藝時(shí)，只需要直接設定籽晶區域溫度曲線(xiàn)，和軸向溫度梯度溫度曲線(xiàn)，“所見(jiàn)即所得”，降低了工藝耦合的難度和避免了工藝黑箱。

并且，實(shí)現【軸徑分離】需要精準對溫度進(jìn)行控制，而不能采用傳統的功率控制，所以新?tīng)t型標準配備了【溫度閉環(huán)控制】，全程長(cháng)晶工藝采用溫度控制。

【軸徑分離】與【新工藝】完美結合，是新一代2.0版SiC電阻晶體生長(cháng)爐的技術(shù)亮點(diǎn)，【新工藝】采用一次傳質(zhì)熱場(chǎng)，讓物質(zhì)流實(shí)現基本恒定，配合【軸徑分離】的精準區域溫度控制技術(shù)，更優(yōu)化地解決晶體的長(cháng)大、長(cháng)快、長(cháng)厚的行業(yè)需求。

另值得關(guān)注的是，石墨熱場(chǎng)發(fā)熱的晶體生長(cháng)爐具有一些天然的優(yōu)勢：a、溫度的穩定性；b、過(guò)程的重復性；c、溫度場(chǎng)的可控性，因此更適合于大尺寸碳化硅SiC晶體的生長(cháng)，如：8英寸。

Source：恒普科技

新技術(shù)平臺部分功能詳解

軸徑分離

是指軸向溫度梯度與徑向溫度不存在強耦合，可以對軸向溫度梯度和徑向溫度分別進(jìn)行高精度控制。是解決晶體快速生長(cháng)的核心技術(shù)一。

新工藝

采用一次傳質(zhì)的新熱場(chǎng)，傳質(zhì)效率提高且穩定，降低再結晶影響（避免二次傳質(zhì)），有效降低了微管或其它晶體缺陷。生長(cháng)后期，降低碳包裹物的影響，在滿(mǎn)足晶體質(zhì)量的前提下，將晶體厚度大幅增加。

溫度閉環(huán)控制

SiC晶體在2000℃以上的高溫下生長(cháng)，對溫度的穩定性要求極高，但由于SiC粉料揮發(fā)等原因，無(wú)法做到對溫度的精準測量，導致晶體生長(cháng)時(shí)無(wú)法進(jìn)行溫度控制，而是采用功率控制，恒普科技采用創(chuàng )新的溫度測量方法，能將溫度的測量精度大幅度提高并保持高度穩定，能夠在晶體生長(cháng)的全周期采用溫度控制。

高精度壓力控制

SiC晶體在2000℃以上的高溫下生長(cháng)，對溫度的穩定性要求極高，但由于SiC粉料揮發(fā)等原因，無(wú)法做到對溫度的精準測量，導致晶體生長(cháng)時(shí)無(wú)法進(jìn)行溫度控制，而是采用功率控制，恒普科技采用創(chuàng )新的溫度測量方法，能將溫度的測量精度大幅度提高并保持高度穩定，能夠在晶體生長(cháng)的全周期采用溫度控制。

其他特點(diǎn)

全尺寸（6英寸和8英寸）；緊湊熱場(chǎng)設計，能耗大幅降低；占地面積小，適合于大批量擺放。