Применение графитовых компонентов с покрытием TaC

1. тигель, держатель затравочного кристалла и направляющее кольцо в печи монокристалла SiC и AIN, выращенного методом PVT

В процессе выращивания монокристаллов SiC и AlN методом физического переноса пара (PVT) жизненно важную роль играют такие компоненты, как тигель, держатель затравочного кристалла и направляющее кольцо. В процессе приготовления SiC затравочный кристалл находится в области относительно низких температур, тогда как сырье находится в области высоких температур, превышающих 2400°C. Сырье разлагается при высоких температурах с образованием SiXCy (включая Si, SiC₂, Si₂C и другие компоненты). Эти газообразные вещества затем передаются в низкотемпературную область затравочных кристаллов, где они зарождаются и вырастают в монокристаллы. Чтобы обеспечить чистоту сырья и монокристаллов SiC, эти термополевые материалы должны выдерживать высокие температуры, не вызывая загрязнения. Аналогичным образом, нагревательный элемент в процессе выращивания монокристаллов AlN также должен быть способен противостоять коррозии паров Al и N₂ и должен иметь достаточно высокую эвтектическую температуру, чтобы сократить цикл выращивания кристаллов.

Исследования доказали, что графитовые термополевые материалы, покрытые TaC, могут значительно улучшить качество монокристаллов SiC и AlN. Монокристаллы, полученные из этих материалов с покрытием TaC, содержат меньше примесей углерода, кислорода и азота, уменьшены краевые дефекты, улучшена однородность удельного сопротивления и значительно снижена плотность микропор и ямок травления. Кроме того, тигли с покрытием TaC могут сохранять практически неизменный вес и неповрежденный внешний вид после длительного использования, могут подвергаться многократной переработке и имеют срок службы до 200 часов, что значительно повышает устойчивость и безопасность приготовления монокристаллов. Эффективность.

2. Применение технологии MOCVD для выращивания эпитаксиального слоя GaN.

В процессе MOCVD эпитаксиальный рост пленок GaN основан на реакциях разложения металлоорганических соединений, и производительность нагревателя имеет решающее значение в этом процессе. Он должен не только иметь возможность быстро и равномерно нагревать подложку, но и сохранять стабильность при высоких температурах и многократных изменениях температуры, будучи при этом устойчивым к газовой коррозии и обеспечивая качество и однородность толщины пленки, что влияет на эксплуатационные характеристики. финальный чип.

Чтобы улучшить производительность и срок службы нагревателей в системах MOCVD,Графитовые нагреватели с покрытием TaCбыли представлены. Этот нагреватель сравним с используемыми традиционными нагревателями с покрытием PBN и может обеспечить такое же качество эпитаксиального слоя GaN, имея при этом более низкое удельное сопротивление и коэффициент поверхностной излучательной способности, что повышает эффективность и однородность нагрева, снижая потребление энергии. Регулируя параметры процесса, можно оптимизировать пористость покрытия TaC, дополнительно улучшая радиационные характеристики нагревателя и продлевая срок его службы, что делает его идеальным выбором для систем выращивания GaN MOCVD.

3. Нанесение эпитаксиального покрытия лотка (подложки)

В качестве ключевого компонента для подготовки и эпитаксиального роста полупроводниковых пластин третьего поколения, таких как SiC, AlN и GaN, носители пластин обычно изготавливаются из графита и покрываютсяSiC-покрытиепротивостоять коррозии технологическими газами. В диапазоне эпитаксиальных температур от 1100 до 1600°C коррозионная стойкость покрытия имеет решающее значение для долговечности носителя пластины. Исследования показали, что скорость коррозииTaC-покрытияв высокотемпературном аммиаке значительно ниже, чем в покрытиях SiC, а в высокотемпературном водороде эта разница еще более значительна.

Эксперимент подтвердил совместимостьЛоток с TaC-покрытиемв процессе MOCVD с синим GaN без введения примесей и при соответствующих настройках процесса характеристики светодиодов, выращенных с использованием носителей TaC, сравнимы с традиционными носителями SiC. Таким образом, поддоны с покрытием TaC являются более предпочтительным вариантом по сравнению с поддонами из чистого графита и графитовыми поддонами с покрытием SiC из-за их более длительного срока службы.