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 obložena 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, stopa 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.