Ứng dụng của các bộ phận than chì phủ TaC

PHẦN/1

Nồi nấu kim loại, giá đỡ hạt và vòng dẫn hướng trong lò đơn tinh thể SiC và AIN được nuôi cấy bằng phương pháp PVT

Như được hiển thị trong Hình 2 [1], khi sử dụng phương pháp vận chuyển hơi vật lý (PVT) để điều chế SiC, tinh thể mầm ở vùng nhiệt độ tương đối thấp, nguyên liệu SiC ở vùng nhiệt độ tương đối cao (trên 2400oC) và nguyên liệu thô phân hủy tạo ra SiXCy (chủ yếu bao gồm Si, SiC₂, Sĩ₂C, v.v.). Vật liệu pha hơi được vận chuyển từ vùng nhiệt độ cao đến tinh thể mầm ở vùng nhiệt độ thấp, fhình thành hạt nhân, phát triển và tạo ra các tinh thể đơn lẻ. Các vật liệu trường nhiệt được sử dụng trong quá trình này, chẳng hạn như nồi nấu kim loại, vòng dẫn hướng dòng chảy, giá đỡ tinh thể hạt, phải chịu được nhiệt độ cao và sẽ không gây ô nhiễm nguyên liệu thô SiC và các tinh thể đơn SiC. Tương tự, các bộ phận làm nóng trong quá trình phát triển của các tinh thể đơn AlN cần có khả năng chống lại hơi Al, N₂ăn mòn và cần có nhiệt độ eutectic cao (với AlN) để rút ngắn thời gian chuẩn bị tinh thể.

Người ta thấy rằng SiC[2-5] và AlN[2-3] được điều chế bởiphủ TaCVật liệu trường nhiệt than chì sạch hơn, hầu như không có cacbon (oxy, nitơ) và các tạp chất khác, ít khuyết tật ở cạnh hơn, điện trở suất nhỏ hơn ở mỗi vùng, mật độ lỗ vi mô và mật độ hố ăn mòn giảm đáng kể (sau khi ăn mòn KOH) và chất lượng tinh thể đã được cải thiện rất nhiều. Ngoài ra,nồi nấu kim loại TaCtỷ lệ giảm cân gần như bằng 0, bề ngoài không bị phá hủy, có thể tái chế (tuổi thọ lên tới 200 giờ), có thể cải thiện tính bền vững và hiệu quả của việc chuẩn bị tinh thể đơn như vậy.

QUẢ SUNG. 2. (a) Sơ đồ thiết bị nuôi phôi đơn tinh thể SiC bằng phương pháp PVT
(b) Hàng đầuphủ TaCkhung hạt giống (bao gồm hạt giống SiC)
(c)Vòng dẫn hướng than chì phủ TAC

PHẦN/2

Máy gia nhiệt trồng trọt lớp epitaxy MOCVD GaN

Như được hiển thị trong Hình 3 (a), tăng trưởng MOCVD GaN là công nghệ lắng đọng hơi hóa học sử dụng phản ứng phân hủy cơ lượng để phát triển màng mỏng bằng tăng trưởng epiticular hơi. Độ chính xác và tính đồng nhất về nhiệt độ trong khoang khiến bộ gia nhiệt trở thành thành phần cốt lõi quan trọng nhất của thiết bị MOCVD. Liệu chất nền có thể được làm nóng nhanh chóng và đồng đều trong thời gian dài (trong điều kiện làm mát lặp đi lặp lại), độ ổn định ở nhiệt độ cao (khả năng chống ăn mòn khí) và độ tinh khiết của màng sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng lắng đọng của màng, độ dày nhất quán, và hiệu năng của chip.

Để cải thiện hiệu suất và hiệu quả tái chế của bộ gia nhiệt trong hệ thống tăng trưởng MOCVD GaN,phủ TAClò sưởi than chì đã được giới thiệu thành công. So với lớp epiticular GaN được tăng trưởng bằng lò gia nhiệt thông thường (sử dụng lớp phủ pBN), lớp epiticular GaN được tăng cường bởi lò gia nhiệt TaC có cấu trúc tinh thể gần như giống nhau, độ dày đồng đều, các khuyết tật nội tại, tạp chất pha tạp và nhiễm bẩn. Ngoài ra,lớp phủ TaCcó điện trở suất thấp và độ phát xạ bề mặt thấp, có thể cải thiện hiệu quả và tính đồng nhất của lò sưởi, từ đó giảm tiêu thụ điện năng và thất thoát nhiệt. Độ xốp của lớp phủ có thể được điều chỉnh bằng cách kiểm soát các thông số quy trình để cải thiện hơn nữa các đặc tính bức xạ của lò sưởi và kéo dài tuổi thọ của nó [5]. Những lợi thế này làm chophủ TaClò sưởi than chì là sự lựa chọn tuyệt vời cho hệ thống tăng trưởng MOCVD GaN.

QUẢ SUNG. 3. (a) Sơ đồ thiết bị MOCVD cho quá trình tăng trưởng epiticular GaN
(b) Bộ gia nhiệt bằng than chì đúc TAC được lắp đặt trong thiết lập MOCVD, không bao gồm đế và giá đỡ (hình minh họa cho thấy đế và giá đỡ khi gia nhiệt)
(c) Lò sưởi than chì được phủ TAC sau khi tăng trưởng epiticular 17 GaN. [6]

PHẦN/3

Chất nhạy cảm được phủ cho epit Wax (chất mang wafer)

Chất mang wafer là một thành phần cấu trúc quan trọng để điều chế SiC, AlN, GaN và các tấm bán dẫn loại ba khác và sự phát triển của wafer epiticular. Hầu hết các chất mang bán dẫn được làm bằng than chì và phủ lớp phủ SiC để chống ăn mòn từ khí xử lý, với phạm vi nhiệt độ epiticular từ 1100 đến 1600°C, và khả năng chống ăn mòn của lớp phủ bảo vệ đóng một vai trò quan trọng trong tuổi thọ của chất mang bán dẫn. Kết quả cho thấy tốc độ ăn mòn của TaC chậm hơn 6 lần so với SiC trong amoniac nhiệt độ cao. Ở hydro nhiệt độ cao, tốc độ ăn mòn thậm chí còn chậm hơn 10 lần so với SiC.

Các thí nghiệm đã chứng minh rằng các khay được phủ TaC cho thấy khả năng tương thích tốt trong quy trình GaN MOCVD ánh sáng xanh và không đưa tạp chất vào. Sau khi điều chỉnh quy trình một cách hạn chế, đèn led được phát triển bằng cách sử dụng chất mang TaC thể hiện hiệu suất và tính đồng nhất tương tự như chất mang SiC thông thường. Vì vậy tuổi thọ của pallet phủ TAC tốt hơn so với mực đá trần vàphủ SiCpallet than chì.