Primjena grafitnih dijelova obloženih TaC

DIO/1

Lončić, držač sjemena i vodeći prsten u SiC i AIN monokristalnoj peći uzgajani su PVT metodom

Kao što je prikazano na slici 2 [1], kada se metoda fizičkog transporta pare (PVT) koristi za pripremu SiC, sjemenski kristal je u području relativno niske temperature, SiC sirovina je u području relativno visokih temperatura (iznad 2400℃), a sirovina se razlaže da bi se proizveo SiXCy (uglavnom uključujući Si, SiC₂, Si₂C, itd.). Materijal parne faze se transportuje iz regiona visoke temperature do kristala semena u oblasti niske temperature, fformiraju jezgre sjemena, rastu i stvaraju monokristale. Materijali termičkog polja koji se koriste u ovom procesu, kao što su lončić, prsten za vođenje protoka, držač kristala za sjemenje, trebaju biti otporni na visoke temperature i neće zagađivati ​​SiC sirovine i SiC monokristale. Slično, grijaći elementi u rastu monokristala AlN moraju biti otporni na paru Al, N₂korozije i moraju imati visoku eutektičku temperaturu (sa AlN) kako bi se skratio period pripreme kristala.

Utvrđeno je da su SiC[2-5] i AlN[2-3] pripremljeni odTaC coatedgrafitni materijali termičkog polja bili su čišći, gotovo bez ugljika (kiseonik, dušik) i drugih nečistoća, manje rubnih defekata, manja otpornost u svakoj regiji, a gustina mikropora i gustina jame za jetkanje su značajno smanjene (nakon jetkanja KOH), a kvaliteta kristala je uvelike poboljšana. Osim toga,TaC lončićstopa gubitka težine je skoro nula, izgled je nedestruktivan, može se reciklirati (život do 200h), može poboljšati održivost i efikasnost takvog monokristalnog preparata.

Fig. 2. (a) Šematski dijagram uređaja za uzgoj monokristalnih ingota SiC PVT metodom
(b) VrhTaC coatednosač sjemena (uključujući sjeme SiC)
(c)Vodeći prsten od grafita presvučen TAC-om

DIO/2

MOCVD GaN grijač za rast epitaksijalnog sloja

Kao što je prikazano na slici 3 (a), MOCVD GaN rast je tehnologija hemijskog taloženja parom koja koristi organometrijsku reakciju razlaganja za uzgoj tankih filmova epitaksijalnim rastom parom. Preciznost temperature i ujednačenost u šupljini čine da grijač postane najvažnija osnovna komponenta MOCVD opreme. Da li se supstrat može zagrijavati brzo i ravnomjerno dugo vremena (pri ponovljenom hlađenju), stabilnost na visokoj temperaturi (otpornost na plinsku koroziju) i čistoća filma direktno će utjecati na kvalitetu taloženja filma, konzistenciju debljine, i performanse čipa.

U cilju poboljšanja performansi i efikasnosti recikliranja grijača u MOCVD GaN sistemu rasta,TAC-obloženuspješno je uveden grafitni grijač. U poređenju sa GaN epitaksijalnim slojem uzgojenim konvencionalnim grijačem (koristeći pBN premaz), GaN epitaksijalni sloj uzgojen TaC grijačem ima gotovo istu kristalnu strukturu, ujednačenost debljine, intrinzične defekte, dopiranje nečistoća i kontaminaciju. Osim toga, theTaC premazima nisku otpornost i nisku površinsku emisivnost, što može poboljšati efikasnost i ujednačenost grijača, čime se smanjuje potrošnja energije i gubitak topline. Poroznost premaza može se podesiti kontrolom parametara procesa kako bi se dodatno poboljšale karakteristike zračenja grijača i produžio vijek trajanja [5]. Ove prednosti čineTaC coatedgrafitni grijači odličan izbor za MOCVD GaN sisteme rasta.

Fig. 3. (a) Šematski dijagram MOCVD uređaja za GaN epitaksijalni rast
(b) Izliveni grafitni grijač obložen TAC instaliran u MOCVD postavu, isključujući bazu i nosač (ilustracija koja prikazuje bazu i nosač u grijanju)
(c) TAC obložen grafitni grijač nakon epitaksijalnog rasta od 17 GaN. [6]

DIO/3

Obloženi susceptor za epitaksiju (nosač vafla)

Nosač pločice je važna strukturna komponenta za pripremu SiC, AlN, GaN i drugih poluvodičkih pločica treće klase i epitaksijalni rast pločica. Većina nosača pločica je napravljena od grafita i presvučena SiC premazom kako bi se oduprla koroziji iz procesnih plinova, s epitaksijalnim temperaturnim rasponom od 1100 do 1600°C, a otpornost na koroziju zaštitnog premaza igra ključnu ulogu u životnom vijeku nosača pločice. Rezultati pokazuju da je brzina korozije TaC 6 puta sporija od SiC u visokotemperaturnom amonijaku. Kod visokotemperaturnog vodonika, brzina korozije je čak više od 10 puta sporija od SiC.

Eksperimentima je dokazano da posude prekrivene TaC pokazuju dobru kompatibilnost u GaN MOCVD procesu plave svjetlosti i ne unose nečistoće. Nakon ograničenih prilagodbi procesa, LED diode uzgojene pomoću TaC nosača pokazuju iste performanse i uniformnost kao i konvencionalni SiC nosači. Stoga je životni vijek paleta obloženih TAC-om bolji nego kod golih kamenih mastila iSiC presvučenografitne palete.