Metodă de creștere a cristalelor de carbură de siliciu și un dispozitiv pentru implementarea acesteia

Invenția se referă la metode de creștere a cristalelor dintr-o fază de vapori și poate fi utilizată pentru a crește cristale de carbura de siliciu relativ mari, de modificări α. Metoda permite creșterea productivității procesului. Cristalele SIC sunt cultivate prin sublimarea încărcăturii inițiale din zona de încărcare la o sămânță situată pe frontul de cristalizare într-un gradient de temperatură dat. Înainte de începerea procesului, este instalată o zonă de încărcare, depășind zona de sublimare de-a lungul lungimii. Procesul este realizat cu un front de cristalizare constant. Semințele sunt deplasate cu o viteză de creștere a cristalelor prin zona de încărcare, care este deplasată în direcția opusă la o viteză V = L /&Tgr;, unde L este lungimea zonei de sublimare







&tgr; - timpul de sublimare al întregii încărcări încărcate. Lungimea zonei de sublimare este de câteva ori mai mică decât înălțimea întregii încărcări de sarcină. Acest lucru permite creșterea volumului de încărcare și creșterea timpului de cristalizare, care la rândul său permite creșterea mărimii cristalelor crescute prin utilizarea mișcării cristalului și a recipientului cu încărcătura în direcții opuse. Au fost obținute cristale cu un diametru de 12 - 16 mm și o lungime de 30 mm. 6 bolnav.

REPUBLIC (Y) 5 С 30 В 23/00. 29/36

PRIVIND INVENȚIILE ȘI DESCHIDERILE

1 (21) 4683735/26; 4709179/26 (22) 25.04.89 (46) 15.07.91. Bull. M 26 (72) V.N. Rybkin (53) 621315592 (088.8) (56) M Aplicație DE 3230727, cl. 30 C 29/36, 23/00, 23/06, 1984. (54) METODĂ DE CREȘTERE SILICIU CARBIDE KPVICTAJlLOV ȘI DISPOZITIV

DE REALIZARE (57) Invenția se referă la metode de creștere a cristalelor din faza de vapori și pot fi ispolzovanodlya relativ mare în creștere cristale în vrac de carbură de siliciu a-modificare. Metoda permite creșterea productivității procesului. cristale

SIC este crescută prin sublimarea încărcăturii inițiale din zona de încărcare în pansamentul situat pe frontul de cristalizare

Invenția se referă la metode de creștere a cristalelor din faza de vapori și pot fi utilizate pentru creșterea cristalelor de un volum relativ mare de carbură de siliciu a-modificare. Scopul invenției este de a crește productivitatea procesului.

1 prezintă un aparat pentru realizarea procedeului conform invenției, o vedere generală, o secțiune; Figura 2 â € „5 secventa etapelor de creștere cristalină I (VED,!, Unde â €“ rata de creștere a cristalului, V kontvЂ „viteza de deplasare a containerului cu sarcina (eoni de sarcină); 6 â €“ distribuția temperaturii axiale în aparat pentru creștere cristale.

Dispozitivul cuprinde un container 1 de grafit cilindric cu un capac 2 în formă de sticlă inversată. În recipientul 1 cc "". "1663060 А1 în gradientul de temperatură dat. Înainte de începerea procesului, este instalată o zonă de încărcare, depășind zona de sublimare de-a lungul lungimii. Procesul se desfășoară la o față de cristalizare constantă. Grundul este deplasat cu o viteză de creștere a cristalelor prin zona de încărcare, care este deplasată în direcția opusă la o viteză

V = I / r, unde este lungimea zonei de sublimare; g - timpul de sublimare a întregii încărcări încărcate. Lungimea zonei de sublimare este de câteva ori mai mică decât înălțimea întregii încărcări de șarjă. Acest lucru permite creșterea volumului de încărcare și creșterea timpului de cristalizare, care la rândul său permite creșterea mărimii cristalelor crescute prin utilizarea mișcării cristalului și a recipientului cu încărcătura în direcții opuse. Au fost obținute cristale cu un diametru de 12 până la 16 mm și o lungime de 30 mm. 2 s.fl., 6 bol. Septumul poros vertical 3 este format sub forma unui con trunchiat nonoro.

Baza inferioară a conului trunchi este trasă în jos și unghiul de vârf este 4 - 0

8o. Poroasă Partiția 3 împarte kontey- () ner zona 1 creștere și zona de încărcare până la koto- C roi) plasate ll oëèêðèñòàëëè ÷ åñêèé poroshok31S4.V creștere zona de pe tija (nu este prezentat) kristchlloderzhatel tijă fixă ​​însămânțate 6 la sfârșitul anului. Pe transportatorul cip 5 are scuturi termice 7. Recipientul 1 este montat pe tija

8, conectat la un mijloc de deplasare verticală (nu este prezentat). Capacul 2 al containerului 1 este conectat la suportul de cipuri 5 printr-un fir. Un încălzitor 9 este montat în afara containerului 1.

Un exemplu. Crystal A podea SIC; ipa 6H cu un diametru de 12 până la 16 mm, o lungime de 25 până la 30 mm, este cultivată pe instalația A.536.15.







Pulbere de puritate policristaline semiconductor SLC 4 cu o granulație de 1 € „3 mm au fost încărcate într-un recipient de grafit cilindric 1 cu capac 2 în spațiul inelar dintre peretele recipientului 1, și un separator poros 3 instalat la centrul containerului 1. Adâncimea pulberii de umplere SLC 4 și înălțimea peretelui despărțitor poros 3 este de 70 mm, containerul interior 1 este diametrul de 50.mm, diametrul interior al bazei mici (inferior) al peretelui despărțitor este de 12 mm, cu diametru mai mare este de 16 mm, 6 însămânțate într-un disc cu diametrul de SiC-6H

10 mm, grosime de 0,5 mm sunt atașate la un suport pentru cilindru de grafit 5 cu diametrul de 8 mm, cu o extensie la capătul unui diametru de 10 mm. Pe suportul cipului 5 sunt dispuse ecranele de căldură 7 și se formează un capac 2 cu adâncimea de 80 mm pentru a crea un volum închis în interiorul containerului 1.

Sămânța 6 este localizată de la baza capacului 2 la o distanță de 45 mm. Apoi, cipul 5 fixat într-un mecanism de tragere tijă superioară, răcit cu apă, containerul 1 este montat pe tija 8 și acesta din urmă pentru a întări inferior tijă răcit cu apă mecanism de tragere. După aceea, mutați capacul 2 în jos și recipientul 1 în sus, puneți capacul 2 pe recipient. Colectate în acest fel! dispozitivul este plasat în interiorul unui încălzitor cu rezistență la grafit 9 cu un diametru interior de 80 mm.

Pe zona de sublimare 10 este utilizată o zonă de temperatură cu o temperatură mai mare de 1900 ° C unde este localizată pulberea SlC și se efectuează evaporarea sa activă (figura B), lungimea ei fiind de 25 mm. Căderea temperaturii peste înălțimea zonei de sublimare este de aproximativ

100 ° C, ceea ce asigură un transfer de masă fiabil de vapori de SiC din zona de evaporare spre frontul de cristalizare 11. Acesta din urmă coincide cu limita superioară a zonei de sublimare.

Deasupra zonei de sublimare 10 (și a frontului de cristalizare), temperatura prafului de SiC scade brusc și la o distanță de 1 ± 1,5 cm atinge valori de 100-150 ° C mai mici decât la nivelul frontului de cristalizare. Prin urmare, în consecință, viteza de evaporare a pulberii SlC în această regiune a încărcăturii este relativ mică în comparație cu zona de sublimare. Limita superioară a zonei de evaporare a pulberii nu este fixă ​​și depinde de temperatura de cristalizare. Cu toate acestea, în orice caz, zona de evaporare activă a încărcăturii sau eonului de sublimare 10 în această metodă este de câteva ori mai mică în înălțime decât înălțimea întregii încărcări de pulbere de SiC din recipient. Acesta este unul dintre avantajele metodei propuse, deoarece permite creșterea volumului de sarcină al sarcinii SlC și creșterea timpului de cristalizare. Aceasta, la rândul ei, face posibilă creșterea mărimii cristalelor crescute prin utilizarea mișcării cristalului și a recipientului cu încărcătura în direcții opuse.10 În poziția inițială (figura 2) după ridicarea cu o viteză de 250-300 C h până la

S 2100 Zona C temperatura și creșterea creării de evacuare (1 â € „5) .10 mm Hg. Art. un cuptor de cristalizare pentru SiC creează EFINIȚII ðàñ15 temperaturii încălzitorului axial așa cum se arată în fig.b. Primer 6 carbură de siliciu este situată în partea superioară a activa zona de 10 limita de evaporare la o temperatură nu mai mică de 1.900 C. PA20 ry SLC. format în zona de evaporare, penetrează peretele despărțitor 3, 6 ajung la suprafața semințelor și sunt depozitate pe acesta sub formă de straturi monocristaline. Porniți mecanismul de mișcare

25 a suportului cipului 5 la o viteză egală cu viteza de creștere a cristalului.

Aceasta din urmă depinde de volumul încărcăturii de evaporare și de temperatura acesteia în cuptor și variază de la 1 la mai multe mm h

30 În perioada inițială de creștere (primele ore) porțiune de vapori SiC trece între semințe și peretele cilindrului conic și pătrunde deasupra semințelor este depozitat sub forma unui strat policristalin pe de

35 primul ecran inferior 7 și porțiunea laterală inferioară. grafit de susținere a cipului 5. Acest lucru este facilitat și de o oarecare evaporare a sarcinii de SiC situată deasupra zonei t0. având o temperatură mai mare de

40 1800 C. Rezultatul este un policristalin SiC strat 12 (Figura 3). Înălțimea unui astfel de strat depinde de temperatura la frontul de cristalizare, iar gradientul de temperatură axial deasupra TION kristalliza45 frontal 11 și până la 10 â € „15 mm.

În plus, o parte din vaporii de SiC nu numai că trec în interiorul septului 3, ci se ridică și se depun pe alte granule de pulbere de sulf. Acest lucru duce la unii

50 creștere și legare între. Cu toate acestea, pe măsură ce containerul 1 se deplasează mai departe în jos, tot lotul de SiC este în cele din urmă evoluat.

Ca cristalul trăgând po55 Urmă 13 se extinde aproape la peretele despărțitor 3. În acest caz, există un decalaj de 0,1 â € „0,3 mm necesare pentru drum liber, fără rezistență, peremesche1663060 Nia cristal 13 sept relativă 3.

După dezvoltarea părții principale a încărcăturii în partea inferioară a recipientului 1 (la 4 â € „7 ore in functie de temperatura) a containerului 1 includ deplasarea în jos (Figura 4) pe. Viteza este egală cu Hc n = - unde I este lungimea (înălțimea) sublimării 10 de SiC; t este timpul de sublimare al întregii încărcături încărcate în condițiile de temperatură date. În zona de sublimare 10 de a introduce noi porțiuni ale încărcăturii, procesul se desfășoară pe o perioadă lungă, până când întregul lot a trecut prin zona de sublimare.

Timpul de sublimare a încărcării depinde de temperatura, dimensiunea granulelor, presiunea din interiorul volumului și alți factori.

2200 ° C, aproximativ 6, 7 și 8 ore.

După începerea Plierea ridicare container viteza V p cristalului este redus, deoarece reducerea cantității de SiC pulbere prezentă în zona 10, iar viteza de creștere a cristalelor este redusă în mod corespunzător.

Pe măsură ce desenul este extins, cristalul se extinde treptat în conformitate cu dilatarea partiției 3 (fig.5).

Conicitatea canalului de creștere 4 - 8 în acest proces este necesară pentru a exclude înclinarea cristalului în cavitatea de creștere când cristalul (în timpul expansiunii sale) ajunge la pereții canalului de creștere. Acest lucru se explică prin faptul că, în canalul conului, se formează un spațiu care se scurge între pereții săi și cristal. Amploarea acestui fapt

spațiul poate fi controlat de viteza mișcării cristalului și a încărcăturii și a valorii temperaturii de funcționare.

După introducerea ultimului lot de încărcare de SiC în zona 10, containerul este coborât și, după câteva ore (3 până la 4 ore)







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: