Anwendungen von TaC-beschichteten Graphitkomponenten

1. Tiegel, Impfkristallhalter und Führungsring im SiC- und AIN-Einkristallofen, gezüchtet mit der PVT-Methode

Bei der Züchtung von SiC- und AlN-Einkristallen mithilfe der physikalischen Dampftransportmethode (PVT) spielen Komponenten wie der Tiegel, der Impfkristallhalter und der Führungsring eine entscheidende Rolle. Während des Herstellungsprozesses von SiC befindet sich der Impfkristall in einem relativ niedrigen Temperaturbereich, während sich das Rohmaterial in einem Hochtemperaturbereich von über 2400 °C befindet. Die Rohstoffe zersetzen sich bei hohen Temperaturen zu SiXCy (einschließlich Si, SiC₂, Si₂C und anderen Komponenten). Diese gasförmigen Substanzen werden dann in den Niedertemperatur-Impfkristallbereich übertragen, wo sie Keime bilden und zu Einkristallen wachsen. Um die Reinheit von SiC-Rohstoffen und Einkristallen sicherzustellen, müssen diese Wärmefeldmaterialien hohen Temperaturen standhalten, ohne dass es zu Verunreinigungen kommt. Ebenso muss das Heizelement während des AlN-Einkristallwachstumsprozesses auch der Korrosion von Al-Dampf und N₂ standhalten können und eine ausreichend hohe eutektische Temperatur aufweisen, um den Kristallwachstumszyklus zu verkürzen.

Untersuchungen haben gezeigt, dass mit TaC beschichtete Graphit-Thermofeldmaterialien die Qualität von SiC- und AlN-Einkristallen deutlich verbessern können. Die aus diesen TaC-beschichteten Materialien hergestellten Einkristalle enthalten weniger Kohlenstoff-, Sauerstoff- und Stickstoffverunreinigungen, weniger Kantenfehler, eine verbesserte Gleichmäßigkeit des spezifischen Widerstands und eine deutlich verringerte Dichte von Mikroporen und Ätzgruben. Darüber hinaus behalten TaC-beschichtete Tiegel auch nach längerem Gebrauch ein nahezu unverändertes Gewicht und ein intaktes Aussehen, können mehrfach recycelt werden und haben eine Lebensdauer von bis zu 200 Stunden, was die Nachhaltigkeit und Sicherheit der Einkristallherstellung erheblich verbessert. Effizienz.

2. Anwendung der MOCVD-Technologie beim Wachstum epitaktischer GaN-Schichten

Beim MOCVD-Prozess beruht das epitaktische Wachstum von GaN-Filmen auf metallorganischen Zersetzungsreaktionen, und die Leistung der Heizung ist bei diesem Prozess von entscheidender Bedeutung. Es muss nicht nur in der Lage sein, das Substrat schnell und gleichmäßig zu erwärmen, sondern auch die Stabilität bei hohen Temperaturen und wiederholten Temperaturwechseln beizubehalten, gleichzeitig beständig gegen Gaskorrosion zu sein und die Qualität und Gleichmäßigkeit der Dicke des Films sicherzustellen, was sich auf die Leistung des Films auswirkt letzter Chip.

Um die Leistung und Lebensdauer von Heizungen in MOCVD-Anlagen zu verbessern,TaC-beschichtete Graphitheizungenwurden vorgestellt. Diese Heizung ist mit herkömmlichen pBN-beschichteten Heizungen vergleichbar und kann die gleiche Qualität der GaN-Epitaxieschicht bei geringerem spezifischem Widerstand und Oberflächenemissionsgrad erzielen, wodurch die Heizeffizienz und -gleichmäßigkeit verbessert und der Energieverbrauch reduziert wird. Durch die Anpassung der Prozessparameter kann die Porosität der TaC-Beschichtung optimiert werden, was die Strahlungseigenschaften des Heizgeräts weiter verbessert und seine Lebensdauer verlängert, was es zu einer idealen Wahl für MOCVD-GaN-Wachstumssysteme macht.

3. Aufbringen der epitaktischen Beschichtungsschale (Waferträger)

Als Schlüsselkomponente für die Vorbereitung und das epitaktische Wachstum von Halbleiterwafern der dritten Generation wie SiC, AlN und GaN werden Waferträger üblicherweise aus Graphit hergestellt und damit beschichtetSiC-Beschichtungum Korrosion durch Prozessgase zu widerstehen. Im epitaktischen Temperaturbereich von 1100 bis 1600 °C ist die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtung entscheidend für die Haltbarkeit des Waferträgers. Studien haben gezeigt, dass die Korrosionsrate vonTaC-Beschichtungenin Hochtemperatur-Ammoniak ist deutlich geringer als bei SiC-Beschichtungen, und dieser Unterschied ist bei Hochtemperatur-Wasserstoff noch deutlicher.

Das Experiment bestätigte die Kompatibilität derTaC-beschichtetes TablettIm blauen GaN-MOCVD-Prozess ohne Einführung von Verunreinigungen und mit entsprechenden Prozessanpassungen ist die Leistung von LEDs, die mit TaC-Trägern gezüchtet wurden, mit denen herkömmlicher SiC-Träger vergleichbar. Daher sind TaC-beschichtete Paletten aufgrund ihrer längeren Lebensdauer eine Option gegenüber blanken Graphit- und SiC-beschichteten Graphitpaletten.