國內SiC晶體生長爐幾乎都是采用感應發熱的方式，感應發熱晶體生長爐設備投資低，結構簡單，維護便利，熱效率高等優點，廣泛被行業使用。但也有些技術難點制約其性能進一步提高，主要難點：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，并且工藝參數深度耦合，控制難度高。

 

碳化硅8英寸時代的到來，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，這對于大直徑的晶體生長是不適合的參數變化，對于原料分解，晶體面型，熱應力帶來的復雜缺陷的調節，都面臨挑戰。

 

為了解決行業痛點，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，突破性的解決晶體 長大、長快、長厚 的行業核心需求。

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），會在料的上部結晶，料區熱場可以根據料的狀態主動調節料區溫度。

 

設定生長工藝時，只需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。為了實現【軸徑分離】，就需要對溫度進行精準控制，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，讓物質流的輸送實現基本恒定，配合【軸徑分離】的精準區域溫度控制技術，更優化的解決晶體的 長大、長快、長厚 的行業需求。

 

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 。更適合于大尺寸碳化硅SIC晶體的生長，如：8英寸或更大尺寸。

● 【軸徑分離】*

● 【新工藝】*

● 【溫度閉環控制】*

● 【高精度壓力控制】*

●  全尺寸（6英寸和8英寸）

●  緊湊熱場設計，能耗大幅降低。

●  晶體生長工具包

*詳見下文技術注解

 

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。是解決晶體長快的核心技術之一。

 

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。

 

采用一次傳質的新熱場，傳質效率提高且基本恒定，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。是解決晶體長厚的核心技術之一。

SiC晶體生長爐在晶體生長時，通常壓力控制的波動在±3Pa,恒普科技的創新技術可以將壓力控制在±0.3Pa，提高了一個數量級。

▲寧波恒普真空科技股份有限公司

寧波恒普真空科技股份有限公司是一家以材料研究為基礎，以高溫熱場環境控制為技術核心的金屬注射成形（MIM）領域和寬禁帶半導體領域的關鍵設備供應商，主要從事金屬注射成形（MIM）脫脂燒結爐、碳化硅晶體生長爐、碳化硅同質外延設備等熱工裝備的研發、生產和銷售。