Εφαρμογές εξαρτημάτων γραφίτη με επικάλυψη TaC

1. Χωνευτήριο, θήκη κρυστάλλου σπόρων και δακτύλιος οδηγός σε φούρνο μονού κρυστάλλου SiC και AIN που καλλιεργείται με τη μέθοδο PVT

Στη διαδικασία ανάπτυξης μονοκρυστάλλων SiC και AlN με τη μέθοδο φυσικής μεταφοράς ατμών (PVT), συστατικά όπως το χωνευτήριο, η βάση κρυστάλλων σπόρων και ο δακτύλιος οδηγός παίζουν ζωτικό ρόλο. Κατά τη διαδικασία παρασκευής του SiC, ο κρύσταλλος των σπόρων βρίσκεται σε μια περιοχή σχετικά χαμηλής θερμοκρασίας, ενώ η πρώτη ύλη βρίσκεται σε μια περιοχή υψηλής θερμοκρασίας άνω των 2400°C. Οι πρώτες ύλες αποσυντίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες για να σχηματίσουν SiXCy (συμπεριλαμβανομένων των Si, SiC2, Si2C και άλλων συστατικών). Αυτές οι αέριες ουσίες στη συνέχεια μεταφέρονται στην περιοχή των κρυστάλλων των σπόρων χαμηλής θερμοκρασίας, όπου πυρηνώνονται και αναπτύσσονται σε μονοκρυστάλλους. Προκειμένου να διασφαλιστεί η καθαρότητα των πρώτων υλών SiC και των μονοκρυστάλλων, αυτά τα υλικά θερμικού πεδίου πρέπει να είναι σε θέση να αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες χωρίς να προκαλούν μόλυνση. Ομοίως, το θερμαντικό στοιχείο κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάπτυξης μονοκρυστάλλου AlN πρέπει επίσης να είναι σε θέση να αντέχει τη διάβρωση των ατμών Al και του N2 και θα πρέπει να έχει αρκετά υψηλή ευτηκτική θερμοκρασία για να μειώσει τον κύκλο ανάπτυξης των κρυστάλλων.

Η έρευνα έχει αποδείξει ότι τα υλικά θερμικού πεδίου γραφίτη επικαλυμμένα με TaC μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την ποιότητα των μονοκρυστάλλων SiC και AlN. Οι απλοί κρύσταλλοι που παρασκευάζονται από αυτά τα επικαλυμμένα με TaC υλικά περιέχουν λιγότερο άνθρακα, οξυγόνο και ακαθαρσίες αζώτου, μειωμένα ελαττώματα ακμών, βελτιωμένη ομοιομορφία ειδικής αντίστασης και σημαντικά μειωμένη πυκνότητα μικροπόρων και κοιλωμάτων χάραξης. Επιπλέον, τα επικαλυμμένα με TaC χωνευτήρια μπορούν να διατηρήσουν σχεδόν αμετάβλητο βάρος και ανέπαφη εμφάνιση μετά από μακροχρόνια χρήση, μπορούν να ανακυκλωθούν πολλές φορές και έχουν διάρκεια ζωής έως και 200 ​​ώρες, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά τη βιωσιμότητα και την ασφάλεια του μονοκρυσταλλικού παρασκευάσματος. Αποδοτικότητα.

2. Εφαρμογή της τεχνολογίας MOCVD στην ανάπτυξη επιταξιακού στρώματος GaN

Στη διαδικασία MOCVD, η επιταξιακή ανάπτυξη των μεμβρανών GaN βασίζεται σε αντιδράσεις οργανομεταλλικής αποσύνθεσης και η απόδοση του θερμαντήρα είναι κρίσιμη σε αυτή τη διαδικασία. Δεν χρειάζεται μόνο να μπορεί να θερμαίνει το υπόστρωμα γρήγορα και ομοιόμορφα, αλλά και να διατηρεί σταθερότητα σε υψηλές θερμοκρασίες και επαναλαμβανόμενες αλλαγές θερμοκρασίας, ενώ είναι ανθεκτικό στη διάβρωση αερίου και διασφαλίζοντας την ομοιομορφία ποιότητας και πάχους του φιλμ, που επηρεάζει την απόδοση του τελικό τσιπ.

Προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση και η διάρκεια ζωής των θερμαντήρων σε συστήματα MOCVD,Θερμαντήρες γραφίτη με επίστρωση TaCεισήχθησαν. Αυτός ο θερμαντήρας είναι συγκρίσιμος με τους παραδοσιακούς θερμαντήρες με επίστρωση pBN που χρησιμοποιούνται και μπορεί να φέρει την ίδια ποιότητα της επιταξιακής στρώσης GaN ενώ έχει χαμηλότερη ειδική αντίσταση και επιφανειακή εκπομπή, βελτιώνοντας έτσι την απόδοση και ομοιομορφία θέρμανσης, μειώνοντας τη μειωμένη κατανάλωση ενέργειας. Με την προσαρμογή των παραμέτρων της διαδικασίας, το πορώδες της επίστρωσης TaC μπορεί να βελτιστοποιηθεί, ενισχύοντας περαιτέρω τα χαρακτηριστικά ακτινοβολίας του θερμαντήρα και επεκτείνοντας τη διάρκεια ζωής του, καθιστώντας τον ιδανική επιλογή στα συστήματα ανάπτυξης MOCVD GaN.

3. Εφαρμογή επιταξιακού δίσκου επικάλυψης (φορέας γκοφρέτας)

Ως βασικό συστατικό για την παρασκευή και την επιταξιακή ανάπτυξη γκοφρετών ημιαγωγών τρίτης γενιάς όπως SiC, AlN και GaN, οι φορείς πλακών συνήθως κατασκευάζονται από γραφίτη και επικαλύπτονται μεΕπικάλυψη SiCνα αντιστέκεται στη διάβρωση από τα αέρια διεργασίας. Στην επιταξιακή περιοχή θερμοκρασίας από 1100 έως 1600°C, η αντίσταση στη διάβρωση της επίστρωσης είναι κρίσιμη για την ανθεκτικότητα του φορέα γκοφρέτας. Μελέτες έχουν δείξει ότι ο ρυθμός διάβρωσης τουΕπιστρώσεις TaCσε υψηλής θερμοκρασίας η αμμωνία είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή των επικαλύψεων SiC, και αυτή η διαφορά είναι ακόμη πιο σημαντική στο υδρογόνο υψηλής θερμοκρασίας.

Το πείραμα επαλήθευσε τη συμβατότητα τουΔίσκος με επίστρωση TaCστη διαδικασία μπλε GaN MOCVD χωρίς την εισαγωγή ακαθαρσιών και με τις κατάλληλες προσαρμογές της διαδικασίας, η απόδοση των LED που αναπτύσσονται χρησιμοποιώντας φορείς TaC είναι συγκρίσιμη με τους παραδοσιακούς φορείς SiC. Επομένως, οι παλέτες με επίστρωση TaC είναι μια επιλογή έναντι των παλετών γυμνού γραφίτη και παλέτες γραφίτη με επικάλυψη SiC λόγω της μεγαλύτερης διάρκειας ζωής τους.