Aplicação de peças de grafite revestidas com TaC

PARTE 1

Cadinho, porta-sementes e anel guia em forno monocristalino SiC e AIN foram cultivados pelo método PVT

Conforme mostrado na Figura 2 [1], quando o método de transporte físico de vapor (PVT) é usado para preparar SiC, o cristal semente está na região de temperatura relativamente baixa, a matéria-prima do SiC está na região de temperatura relativamente alta (acima de 2.400℃), e a matéria-prima se decompõe para produzir SiXCy (incluindo principalmente Si, SiC₂, Si₂C, etc.).O material em fase de vapor é transportado da região de alta temperatura para o cristal semente na região de baixa temperatura., fformando núcleos de sementes, crescendo e gerando cristais únicos.Os materiais de campo térmico utilizados neste processo, como cadinho, anel guia de fluxo, suporte de cristal semente, devem ser resistentes a altas temperaturas e não poluirão as matérias-primas de SiC e os monocristais de SiC.Da mesma forma, os elementos de aquecimento no crescimento de monocristais de AlN precisam ser resistentes ao vapor de Al, N₂corrosão e precisam ter uma alta temperatura eutética (com AlN) para encurtar o período de preparação do cristal.

Verificou-se que o SiC[2-5] e AlN[2-3] preparados porRevestido com TaCos materiais de campo térmico de grafite eram mais limpos, quase sem carbono (oxigênio, nitrogênio) e outras impurezas, menos defeitos de borda, menor resistividade em cada região, e a densidade de microporos e a densidade do poço de gravação foram significativamente reduzidas (após a gravação com KOH), e a qualidade do cristal foi muito melhorado.Além disso,Cadinho TaCa taxa de perda de peso é quase zero, a aparência não é destrutiva, pode ser reciclada (vida útil de até 200h), pode melhorar a sustentabilidade e a eficiência dessa preparação de cristal único.

FIGO.2. (a) Diagrama esquemático do dispositivo de crescimento de lingote de cristal único de SiC pelo método PVT
(b) SuperiorRevestido com TaCsuporte de sementes (incluindo sementes de SiC)
(c)Anel guia de grafite revestido com TAC

PARTE 2

Aquecedor de crescimento de camada epitaxial MOCVD GaN

Conforme mostrado na Figura 3 (a), o crescimento de MOCVD GaN é uma tecnologia de deposição química de vapor que usa reação de decomposição organométrica para crescer filmes finos por crescimento epitaxial de vapor.A precisão e uniformidade da temperatura na cavidade fazem com que o aquecedor se torne o componente central mais importante do equipamento MOCVD.Se o substrato pode ser aquecido de forma rápida e uniforme por um longo tempo (sob resfriamento repetido), a estabilidade em altas temperaturas (resistência à corrosão do gás) e a pureza do filme afetarão diretamente a qualidade da deposição do filme, a consistência da espessura, e o desempenho do chip.

A fim de melhorar o desempenho e a eficiência de reciclagem do aquecedor no sistema de crescimento MOCVD GaN,Revestido com TACaquecedor de grafite foi introduzido com sucesso.Comparada com a camada epitaxial de GaN cultivada por aquecedor convencional (usando revestimento de pBN), a camada epitaxial de GaN cultivada por aquecedor TaC tem quase a mesma estrutura cristalina, uniformidade de espessura, defeitos intrínsecos, dopagem de impurezas e contaminação.Além disso, oRevestimento TaCpossui baixa resistividade e baixa emissividade superficial, o que pode melhorar a eficiência e uniformidade do aquecedor, reduzindo assim o consumo de energia e a perda de calor.A porosidade do revestimento pode ser ajustada controlando os parâmetros do processo para melhorar ainda mais as características de radiação do aquecedor e prolongar sua vida útil [5].Estas vantagens fazemRevestido com TaCaquecedores de grafite são uma excelente escolha para sistemas de crescimento MOCVD GaN.

FIGO.3. (a) Diagrama esquemático do dispositivo MOCVD para crescimento epitaxial de GaN
(b) Aquecedor de grafite moldado revestido com TAC instalado na configuração MOCVD, excluindo base e suporte (ilustração mostrando base e suporte no aquecimento)
(c) Aquecedor de grafite revestido com TAC após crescimento epitaxial de 17 GaN.[6]

PARTE/3

Susceptor revestido para epitaxia (transportador de wafer)

O transportador de wafer é um componente estrutural importante para a preparação de SiC, AlN, GaN e outros wafers semicondutores de terceira classe e crescimento de wafer epitaxial.A maioria dos transportadores de wafer são feitos de grafite e revestidos com revestimento de SiC para resistir à corrosão dos gases de processo, com uma faixa de temperatura epitaxial de 1100 a 1600°C, e a resistência à corrosão do revestimento protetor desempenha um papel crucial na vida útil do transportador de wafer.Os resultados mostram que a taxa de corrosão do TaC é 6 vezes mais lenta que a do SiC em amônia em alta temperatura.No hidrogênio de alta temperatura, a taxa de corrosão é ainda mais de 10 vezes mais lenta que a do SiC.

Foi comprovado por experimentos que as bandejas recobertas com TaC apresentam boa compatibilidade no processo GaN MOCVD de luz azul e não introduzem impurezas.Após ajustes limitados no processo, os leds cultivados com portadores de TaC exibem o mesmo desempenho e uniformidade que os portadores de SiC convencionais.Portanto, a vida útil dos paletes revestidos com TAC é melhor do que a da tinta de pedra nua erevestido com SiCpaletes de grafite.