Застосування графітових деталей із покриттям TaC

ЧАСТИНА/1

Тигель, затравковий тримач і напрямне кільце в монокристалічній печі SiC і AIN вирощені методом PVT

Як показано на малюнку 2 [1], коли для отримання SiC використовується метод фізичного переносу пари (PVT), затравковий кристал знаходиться в області відносно низьких температур, вихідний матеріал SiC знаходиться в області відносно високих температур (вище 2400 °C).℃), і сировина розкладається для отримання SiXCy (головним чином, включаючи Si, SiC₂, Si₂C тощо). Матеріал парової фази транспортується з високотемпературної області до затравкового кристала в низькотемпературній області, fформування затравкових ядер, зростання та генерування монокристалів. Матеріали термічного поля, що використовуються в цьому процесі, такі як тигель, кільце напряму потоку, тримач затравкових кристалів, повинні бути стійкими до високих температур і не забруднювати вихідні матеріали SiC і монокристали SiC. Подібним чином, нагрівальні елементи при вирощуванні монокристалів AlN повинні бути стійкими до парів Al, N₂корозії та повинні мати високу евтектичну температуру (з AlN), щоб скоротити період підготовки кристалів.

Було встановлено, що SiC[2-5] і AlN[2-3] отриманіПокриття TaCГрафітові матеріали термічного поля були чистішими, майже не було вуглецю (кисню, азоту) та інших домішок, менше дефектів країв, менший питомий опір у кожній області, а щільність мікропор і щільність ямок травлення були значно зменшені (після травлення KOH), а якість кристалів було значно покращено. Крім того,ТаС тигельШвидкість втрати ваги майже нульова, зовнішній вигляд неруйнівний, може бути перероблений (термін служби до 200 годин), може покращити стійкість та ефективність такого монокристалічного препарату.

ФІГ. 2. (а) Принципова схема пристрою для вирощування монокристалів SiC методом PVT
(b) ЗверхуПокриття TaCнасіннєвий кронштейн (включаючи насіннєвий елемент SiC)
(c)Направляюче графітове кільце з покриттям TAC

ЧАСТИНА/2

MOCVD GaN епітаксіальний нагрівач, що росте

Як показано на малюнку 3 (a), вирощування GaN MOCVD — це технологія хімічного осадження з парової фази, яка використовує органометричну реакцію розкладання для вирощування тонких плівок шляхом епітаксійного росту з парової фази. Точність температури та однорідність у порожнині роблять нагрівач найважливішим основним компонентом обладнання MOCVD. Чи можна підкладку швидко та рівномірно нагрівати протягом тривалого часу (при багаторазовому охолодженні), стабільність при високій температурі (стійкість до газової корозії) і чистота плівки безпосередньо впливатимуть на якість осадження плівки, консистенцію товщини, і продуктивність чіпа.

Щоб підвищити продуктивність і ефективність переробки нагрівача в системі росту GaN MOCVD,з покриттям TACуспішно впроваджено графітовий нагрівач. Порівняно з епітаксійним шаром GaN, вирощеним звичайним нагрівачем (з використанням покриття pBN), епітаксійний шар GaN, вирощений нагрівачем TaC, має майже таку саму кристалічну структуру, однорідність товщини, внутрішні дефекти, легування домішками та забруднення. Крім того,Покриття TaCмає низький питомий опір і низьку поверхневу випромінювальну здатність, що може підвищити ефективність і рівномірність нагрівача, тим самим зменшуючи споживання електроенергії та втрати тепла. Пористість покриття можна регулювати шляхом керування параметрами процесу для подальшого покращення радіаційних характеристик нагрівача та продовження терміну його служби [5]. Ці переваги роблятьПокриття TaCГрафітові нагрівачі є чудовим вибором для систем росту MOCVD GaN.

ФІГ. 3. (a) Принципова діаграма пристрою MOCVD для епітаксійного росту GaN
(b) Формований графітовий нагрівач із покриттям TAC, встановлений у комплекті MOCVD, за винятком основи та кронштейна (на малюнку показано основу та кронштейн у нагріванні)
(c) Графітовий нагрівач з TAC-покриттям після епітаксійного росту 17 GaN. [6]

ЧАСТИНА/3

Суцептор з покриттям для епітаксії (вафельний носій)

Носій пластини є важливим структурним компонентом для приготування пластин SiC, AlN, GaN та інших напівпровідникових пластин третього класу та епітаксійного росту пластин. Більшість носіїв для пластин виготовлені з графіту та покриті SiC покриттям для захисту від корозії від технологічних газів, з діапазоном епітаксійних температур від 1100 до 1600°C, а корозійна стійкість захисного покриття відіграє вирішальну роль у терміні служби пластини. Результати показують, що швидкість корозії TaC у 6 разів нижча, ніж SiC у високотемпературному аміаку. У високотемпературному водні швидкість корозії навіть більш ніж у 10 разів нижча, ніж у SiC.

Експериментами було доведено, що лотки, покриті TaC, демонструють хорошу сумісність із синім світлом GaN MOCVD процесу та не вводять домішок. Після обмежених коригувань процесу світлодіоди, вирощені з використанням носіїв TaC, демонструють таку саму продуктивність і однорідність, що й звичайні носії SiC. Таким чином, термін служби піддонів з покриттям TAC кращий, ніж у чорнила з голого каменюSiC покриттямграфітові піддони.