热场模拟和优化为8英寸. 通过新型电阻炉设计的SiC晶体生长

科学领域:

• 材料科学与工程 材料科学与工程
• 半导体晶体成长 半导体晶体成长

背景情况:

• 碳化 (SiC) 是电动汽车和5G通信等先进技术的关键宽带差距半导体.
• 高昂的生产成本目前限制了SiC的广泛工业应用.
• 增加更大的直径 (8英寸) 和更厚的SiC晶体是降低成本的关键.

研究的目的:

• 提出和分析一种新的双阻力炉,用于大直径的SiC晶体生长.
• 为了优化热场,生长8英寸的4H-SiC单晶.
• 为了研究SiC晶体生长的电阻加热与感应加热的性能.

主要方法:

• 开发了一种新的双电阻炉设计.
• 三维COMSOL多物理建模模用于模拟和分析热场.
• 系统地研究关键参数:,加热器-距离,生长力,源至晶体距离和辐射位置.

主要成果:

• 拟议的电阻加热系统在感应加热上表现出优越的性能,产生较低的辐射温度梯度,这对于大直径SiC至关重要.
• 优化的生长参数导致成功制造出超过20毫米厚度的8英寸SiC晶体.
• 在成长的SiC晶体中实现了出色的电阻均性.

结论:

• 这种新的双阻力炉设计对于生长直径大,质量高的SiC晶体非常有效.
• 电阻加热在具有成本效益的SiC生产中比感应加热提供了显著的优势.
• 这项工作代表了大型直径SiC晶体用于工业应用的成本效益增长的重大进展.