SiC晶體生長進入電阻爐時代！

來源： 化合物半導體市場

Source：恒普科技

據了解，國內SiC晶體生長爐基本都是采用感應發熱的方式，感應發熱晶體生長爐設備具有投資低、結構簡單、維護便利、熱效率高等優點，已被行業廣泛使用。但是，受制于有些技術難點，其性能難以進一步提高，主要包括：由于趨膚效應，均勻熱場建立難度高，熱場的溫度容易受到外部環境的擾動，難以修正由于晶體生長和原料分解等參數變化帶來的內部擾動，并且工藝參數強深度耦合，控制難度高。

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

為解決行業痛點，恒普科技推出了以【軸徑分離】*為核心技術，石墨發熱的SiC晶體生長技術平臺，與【新工藝】* 組合，更優化地解決晶體的長大、長快、長厚的行業核心需求。

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據介紹，新一代石墨發熱晶體生長爐，在籽晶徑向區域主動調節其區域溫度，軸向溫度通過料區熱場調節其區域溫度，從而實現【軸徑分離】。

晶體生長時，隨著厚度的增加，籽晶區域熱容發生變化，熱導也會發生很大的變化，這些參數的變化都會影響到籽晶區域的溫度，由于籽晶區域有徑向平面的發熱體，可以主動調節徑向平面的溫度，實現徑向平面的可控熱量散失。隨著原料分解，料的導熱率發生變化（注：二次傳質的舊工藝），且在料的上部結晶，料區熱場根據料的狀態可以主動調節料區溫度。

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

并且，實現【軸徑分離】需要精準對溫度進行控制，而不能采用傳統的功率控制，所以新爐型標準配備了【溫度閉環控制】，全程長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電阻晶體生長爐的技術亮點，【新工藝】采用一次傳質熱場，讓物質流實現基本恒定，配合【軸徑分離】的精準區域溫度控制技術，更優化地解決晶體的長大、長快、長厚的行業需求。

另值得關注的是，石墨熱場發熱的晶體生長爐具有一些天然的優勢：a、溫度的穩定性；b、過程的重復性；c、溫度場的可控性，因此更適合于大尺寸碳化硅SiC晶體的生長，如：8英寸。

Source：恒普科技

新技術平臺部分功能詳解

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行高精度控制。是解決晶體快速生長的核心技術一。

新工藝

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

溫度閉環控制

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

其他特點

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