T/CIET 1279-2025 碳化硅单晶生长技术规范 物理气相传输法(PVT) ,该文件为pdf格式 ,请用户放心下载!
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资源简介
T/CIET 1279-2025《碳化硅单晶生长技术规范 物理气相传输法(PVT)》主要内容总结
1. 范围
- 适用于PVT法生长碳化硅单晶的工艺、设备、材料及质量控制,涵盖晶型(如4H-SiC、6H-SiC等)和尺寸范围。
2. 规范性引用文件
- 引用GB/T 14264-2024《半导体材料术语》中的相关定义。
3. 术语和定义
- PVT法:高温(>2300℃)下SiC原料升华,气相传输至籽晶沉积生长单晶。
- 籽晶:决定晶体晶向的小单晶(如4H-SiC籽晶生长4H-SiC单晶)。
- 多型:SiC的晶型分类(如6H、4H、15R)。
- 微管(MP):沿c轴的中空管道缺陷。
- 碳包裹体:碳原子团簇杂质。
4. 工艺原理
- 升华与传输:SiC粉料在2000–2300℃升华为Si/Si₂C/SiC₂等气相,通过温度梯度(30–60℃/cm)传输至低温区籽晶表面沉积。
- 关键参数:温度梯度、压力(0.1–1 kPa)、籽晶位置、生长速率(0.2–0.5 mm/h)。
5. 设备要求
- 单晶生长炉:
- 温度控制精度±1℃或功率±0.01 kW,真空度≤5×10⁻⁵ Pa。
- 加热均匀性±20℃,压力控制精度±1%量程。
- 石墨坩埚:纯度≥99.999%,设计需优化气相传输路径。
- 气体系统:惰性气体(Ar/N₂)纯度≥99.999%,流量控制±1 sccm。
- 测温系统:光学测温精度±5℃,多测点监控。
- 真空系统:高真空(10⁻⁵–10⁻³ Pa)精度±10⁻⁶ Pa,生长压力(100–1000 Pa)精度±0.3 Pa。
6. 工艺过程
- 原材料准备:SiC粉料纯度≥99.999%,粒度均匀,清洗干燥后装填。
- 籽晶处理:选择匹配晶型(如4H-SiC),清洗抛光后固定于坩埚顶部。
- 设备组装:确保坩埚、籽晶夹具密封性,调试真空/加热/气体系统。
- 生长阶段:
- 升温:抽真空至≤10 Pa,以5–20℃/min升温,高压Ar(10–80 kPa)抑制3C-SiC生成。
- 生长:维持2000–2300℃,压力0.1–1 kPa,生长速率0.2–0.5 mm/h。
- 降温:速率1–10℃/min,Ar保护至500℃以下取出晶体。
- 后处理:切片检测晶型(拉曼散射)、位错密度(腐蚀+显微镜)、微管密度等。
7. 质量控制
- 过程监控:实时记录温度/压力/流量,定期维护设备,原材料/籽晶全检。
- 成品检测:
- 全检:表面缺陷、电阻率。
- 抽检:晶型、位错密度(目标≤10⁴ cm⁻²)、微管密度(目标≤1 cm⁻²)。
- 不合格品处理:分析原因(如工艺偏差),降级使用或报废。
8. 安全与环保
- 安全操作:培训上岗,配备防护装备,异常停机检修。
- 废气处理:CO/CO₂/Si氧化物需达标排放。
- 废渣处理:分类收集石墨坩埚残渣、SiC废料,按环保法规处置。
其他信息
- 发布单位:中国国际经济技术合作促进会。
- 起草单位:博雅新材料、烁科晶体等企业及研究院。
- 首次发布:2025年5月14日实施。
核心目标:规范PVT法生长高质量SiC单晶的工艺及设备要求,确保晶体低缺陷(位错、微管)、高纯度,适用于半导体衬底等高端应用。
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