Примена ТаЦ-превучених графитних делова у пећима од једног кристала

Примена одГрафитни делови пресвучени ТаЦ-ому појединачним кристалним пећима

Део / 1

У расту сиц и алн појединачних кристала коришћењем методе физичког паре (ПВТ), пресудне компоненте као што су лондер, носилац семена и вођански прстен играју виталну улогу. Као што је приказано на слици 2 [1], током ПВТ процеса, семено кристал је постављен у доњем температурном региону, док је СИЦ сировина изложена вишим температурама (изнад 2400 ℃). То доводи до распадања сировине, производећи шезсобље једињења (пре свега укључујући СИ, Сиц₂, Си₂Ц итд.). Фазни материјал паре се затим преноси са високе температуре у семенски кристал у региону ниске температуре, што је резултирало формирањем семенског језгра, раста кристала и стварања појединачних кристала. Стога су термички теренски материјали запослени у овом процесу, као што су лончић за вођење протока и носилац семена, потребно је показати отпорност на високу температуру без контаминације сина сировина и појединачних кристала. Слично томе, грејни елементи који се користе у расту кристала у Алн-у морају да издрже ал паре и н₂ корозију, а такође поседују високу еутектичку температуру (са Алн) како би смањила време припреме кристала.

Примећено је да коришћење графитних материјала термичког поља обложених ТаЦ за припрему СиЦ [2-5] и АлН [2-3] доводи до чистијих производа са минималним угљеником (кисеоник, азот) и другим нечистоћама. Ови материјали показују мање ивичних дефеката и нижу отпорност у сваком региону. Поред тога, густина микропора и удубљења (након јеткања КОХ) је значајно смањена, што доводи до значајног побољшања квалитета кристала. Штавише, ТаЦ лончић показује скоро нулти губитак тежине, одржава недеструктивни изглед и може се рециклирати (са животним веком до 200 сати), чиме се повећава одрживост и ефикасност процеса припреме монокристала.

Сл. 2 (а) Схематски дијаграм СИЦ јединственог кристалног уређаја за узгој ингота од стране ПВТ методе

(б) горњи носач за пресвучен тац (укључујући СИЦ семе)

(ц) ТАЦ обложен графитни прстен за вођење

МОЦВД ГаН Епитаксијални грејач за раст слоја

ПАРТ/2

У области МОЦВД (метално-органско хемијско таложење паре) раста ГаН, кључне технике за епитаксијални раст танких филмова паром кроз реакције органометалне разградње, грејач игра виталну улогу у постизању прецизне контроле температуре и униформности унутар реакционе коморе. Као што је илустровано на слици 3 (а), грејач се сматра основном компонентом МОЦВД опреме. Његова способност да брзо и уједначено загрева подлогу током дужих периода (укључујући поновљене циклусе хлађења), издржи високе температуре (отпорна на корозију гаса) и одржи чистоћу филма директно утиче на квалитет таложења филма, конзистенцију дебљине и перформансе чипа.

Да би се побољшала ефикасност перформанси и рециклирања гријача у системима раста МОЦВД ГАН-а, уношење је успјешно уношење графитних грејача ТАЦ-а. Контрастни са конвенционалним грејачима који користе ПБН (пиролитни бор нитрид), ГАН епитакксијални слојеви који се узгајају помоћу ТАЦ грејача, показују скоро идентичне кристалне структуре, униформност дебљине, унутрашњим оштећењем, нечистоће допингације и нивоима контаминације. Штавише, ТАЦ премаз показује малу отпорност и ниску емисивност на површини, што је резултирало побољшаном грејачем и униформљењем, што смањује потрошњу енергије и губитка енергије. Контролирањем параметара процеса, порозност премаза може се прилагодити да би се додатно побољшала карактеристике зрачења грејача и проширила свој животни век [5]. Ове предности успостављају графитни грејачи ТАЦ-а као одличан избор за системе раста МОКВД ГАН-а.

Сл. 3. (а) Схематски дијаграм моктураног уређаја за раст је епитаксије ГАН

(б) обликовани графички грејач пресвучен у моцвд инсталиран у моцвд подешавању, искључујући базу и носач (илустрација која приказује базу и носач у грејању)

(ц) ГРАФИТЕНИ ГРАЂЕВНИ ГРАЂЕВНИ ГРАФТАР НАКОН 17 ГАН ЕПИТАКСИЈАЛНИ РАСТ. 

Пресвучен суцептор за епитаксу (преносник)

Део / 3

Носач плочице, кључна структурна компонента која се користи у припреми полупроводничких плочица треће класе као што су СиЦ, АлН и ГаН, игра виталну улогу у процесима раста епитаксијалне плочице. Обично направљен од графита, носач плочице је обложен СиЦ-ом да би се одупирао корозији процесних гасова у епитаксијалном температурном опсегу од 1100 до 1600 °Ц. Отпорност заштитног премаза на корозију значајно утиче на век трајања носача плочице. Експериментални резултати су показали да ТаЦ показује стопу корозије приближно 6 пута спорију од СиЦ када је изложен високотемпературном амонијаку. У окружењима са високом температуром водоника, стопа корозије ТаЦ је чак више од 10 пута спорија од СиЦ.

Експериментални докази су показали да посуде обложене ТаЦ показују одличну компатибилност у ГаН МОЦВД процесу плаве светлости без уношења нечистоћа. Са ограниченим прилагођавањима процеса, ЛЕД диоде узгајане помоћу ТаЦ носача показују упоредиве перформансе и униформност са онима које се узгајају коришћењем конвенционалних СиЦ носача. Сходно томе, животни век носача плочица обложених ТаЦ надмашује онај код непревучених и графитних носача обложених СиЦ.

Слика. Посуда за вафле након употребе у ГаН епитаксијално узгојеном МОЦВД уређају (Веецо П75). Онај са леве стране је обложен ТаЦ, а онај са десне стране је обложен СиЦ.

Метода припреме заједничкогТаЦ обложени графитни делови

Део / 1

ЦВД (хемијска таложење паре) Метода:

На 900-2300 ℃, користећи ТАЦЛ5 и ЦНХМ као танталум и извори угљеника, а смањујући атмосферу, АРЛАС ЦАРРИЕР ГАС, филм за реакцију. Припремљени премаз је компактан, уједначена и велика чистоћа. Међутим, постоје неки проблеми као што су компликовани процес, скупи трошак, тешка контрола протока ваздуха и ниска ефикасност таложења.

ПАРТ/2

Метода синтеровања суспензије:

Слаптици који садрже извор угљеника, извор тантала, дисперзант и везива пресвучен је на графиту и синтерован на високој температури након сушења. Припремљени премаз расте без редовне оријентације, има ниску цену и погодан је за велику производњу. Остаје да се истражује да постигне јединствени и пуни премаз на великом графиту, уклоните недостатке подршке и побољшати силу лепљења премаза.

Део / 3

Метода распршивања плазме:

ТаЦ прах се топи плазма луком на високој температури, распршује се у капљице високе температуре помоћу млаза велике брзине и распршује се на површину графитног материјала. Лако је формирати оксидни слој под невакумом, а потрошња енергије је велика.

ТаЦ обложене графитне делове треба решити

Део / 1

Сила везивања:

Коефицијент термичке експанзије и друга физичка својства између ТаЦ и угљеничних материјала су различити, чврстоћа везивања премаза је ниска, тешко је избећи пукотине, поре и термички стрес, а премаз се лако одлепи у стварној атмосфери која садржи трулеж и поновљени процес дизања и хлађења.

ПАРТ/2

чистоћа:

ТАЦ премаз мора бити ултра-велика чистоћа да би се избегла нечистоће и загађење под високим температурама и ефикасним стандардима садржаја и карактеризацију стандарда слободних угљеника и унутрашњих нечистоћа на површини и унутар целог премаза потребно је договорити.

Део / 3

Стабилност:

Отпорност на високу температуру и хемијска атмосфера отпорност изнад 2300 ℃ су најважнији показатељи за тестирање стабилности премаза. Плочице, пукотине, недостајући углови и једнокреветни оријентациони зрна границе је лако проузроковати продирање корозивних гасова да продре и продирају у графит, што резултира кваром о заштити премаза.

Део / 4

Отпорност на оксидацију:

ТАЦ започиње оксидације ТА2О5 када је изнад 500 ℃, а стопа оксидације се нагло повећава повећањем температуре и концентрације кисеоника. Површинска оксидација почиње од граница зрна и мале зрна и постепено формира црно-кристале и покварене кристале, што је резултирало великим бројем празнина и рупа и инфилтрације кисеоника, а инфилтрација кисеоника се појачава док се обрише. Добијени оксидни слој има лошу топлотну проводљивост и разне боје по изгледу.

ПАРТ/5

Уједначеност и храпавост:

Неравномерна дистрибуција површине премаза може довести до локалне концентрације топлотног стреса, повећавајући ризик од пуцања и шпалирања. Поред тога, површинска храпавост директно утиче на интеракцију између премаза и спољног окружења, а превисока грубости лако доводи до повећаног трења са термичким пољем резина и неједнаког и неравнотеже.

Део / 6

Величина зрна:

Уједначена величина зрна помаже стабилности премаза. Ако је величина зрна мала, веза није чврста и лако се оксидира и кородира, што резултира великим бројем пукотина и рупа на ивици зрна, што смањује заштитне перформансе премаза. Ако је величина зрна превелика, она је релативно храпава, а премаз се лако љушти под термичким стресом.

Закључак и изгледи

Генерално,ТаЦ обложени графитни деловина тржишту има огромну потражњу и широк спектар изгледа примене, струјаТаЦ обложени графитни деловиМаинстреам производње је ослонити се на ЦВД ТАЦ компоненте. Међутим, због високих трошкова производње ЦВД ТАЦ-а и ограничене ефикасности полагања, традиционални СИЦ пресвучени графички материјали нису у потпуности замењени. Метода синтеровања може ефикасно смањити трошкове сировина и може се прилагодити сложеним облицима графичних делова, како би се задовољиле потребе различитих сценарија апликација.