Penerapan bagian grafit berlapis TaC

BAGIAN/1

Wadah, tempat benih dan cincin pemandu dalam tungku kristal tunggal SiC dan AIN ditanam dengan metode PVT

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 [1], ketika metode transpor uap fisik (PVT) digunakan untuk menyiapkan SiC, kristal benih berada di wilayah bersuhu relatif rendah, bahan baku SiC berada di wilayah bersuhu relatif tinggi (di atas 2400℃), dan bahan mentah terurai menghasilkan SiXCy (terutama termasuk Si, SiC₂, Si₂C, dll). Bahan fase uap diangkut dari daerah bersuhu tinggi ke kristal benih di daerah bersuhu rendah, fmembentuk inti benih, tumbuh, dan menghasilkan kristal tunggal. Bahan medan termal yang digunakan dalam proses ini, seperti wadah, cincin pemandu aliran, tempat kristal benih, harus tahan terhadap suhu tinggi dan tidak akan mencemari bahan baku SiC dan kristal tunggal SiC. Demikian pula elemen pemanas dalam pertumbuhan kristal tunggal AlN harus tahan terhadap uap Al, N₂korosi, dan perlu memiliki suhu eutektik yang tinggi (dengan AlN) untuk mempersingkat masa preparasi kristal.

Ditemukan bahwa SiC[2-5] dan AlN[2-3] dibuat olehdilapisi TaCbahan medan termal grafit lebih bersih, hampir tidak ada karbon (oksigen, nitrogen) dan pengotor lainnya, cacat tepi lebih sedikit, resistivitas lebih kecil di setiap wilayah, dan kepadatan mikropori dan kepadatan lubang etsa berkurang secara signifikan (setelah etsa KOH), dan kualitas kristal sangat meningkat. Selain itu,wadah TaCtingkat penurunan berat badan hampir nol, tampilannya tidak merusak, dapat didaur ulang (masa pakai hingga 200 jam), dapat meningkatkan keberlanjutan dan efisiensi sediaan kristal tunggal tersebut.

ARA. 2. (a) Diagram skema alat penumbuh ingot kristal tunggal SiC dengan metode PVT
(b) Atasdilapisi TaCbraket benih (termasuk benih SiC)
(C)Cincin pemandu grafit berlapis TAC

BAGIAN/2

Pemanas penumbuh lapisan epitaksi MOCVD GaN

Seperti ditunjukkan pada Gambar 3 (a), pertumbuhan MOCVD GaN adalah teknologi pengendapan uap kimia menggunakan reaksi dekomposisi organometri untuk menumbuhkan lapisan tipis melalui pertumbuhan epitaksi uap. Keakuratan suhu dan keseragaman dalam rongga menjadikan pemanas menjadi komponen inti terpenting peralatan MOCVD. Apakah substrat dapat dipanaskan dengan cepat dan seragam untuk waktu yang lama (di bawah pendinginan berulang), stabilitas pada suhu tinggi (ketahanan terhadap korosi gas) dan kemurnian film akan secara langsung mempengaruhi kualitas deposisi film, konsistensi ketebalan, dan kinerja chipnya.

Untuk meningkatkan kinerja dan efisiensi daur ulang pemanas dalam sistem pertumbuhan MOCVD GaN,dilapisi TACpemanas grafit berhasil diperkenalkan. Dibandingkan dengan lapisan epitaksi GaN yang ditumbuhkan dengan pemanas konvensional (menggunakan lapisan pBN), lapisan epitaksi GaN yang ditumbuhkan dengan pemanas TaC memiliki struktur kristal, keseragaman ketebalan, cacat intrinsik, doping pengotor, dan kontaminasi yang hampir sama. Selain itu,lapisan TaCmemiliki resistivitas rendah dan emisivitas permukaan rendah, yang dapat meningkatkan efisiensi dan keseragaman pemanas, sehingga mengurangi konsumsi daya dan kehilangan panas. Porositas lapisan dapat disesuaikan dengan mengontrol parameter proses untuk lebih meningkatkan karakteristik radiasi pemanas dan memperpanjang umur layanannya [5]. Keunggulan ini menjadikandilapisi TaCpemanas grafit pilihan yang sangat baik untuk sistem pertumbuhan MOCVD GaN.

ARA. 3. (a) Diagram skema perangkat MOCVD untuk pertumbuhan epitaksi GaN
(b) Pemanas grafit berlapis TAC yang dipasang pada pengaturan MOCVD, tidak termasuk alas dan braket (ilustrasi menunjukkan alas dan braket dalam pemanasan)
(c) pemanas grafit berlapis TAC setelah pertumbuhan epitaksi 17 GaN. [6]

BAGIAN/3

Susceptor berlapis untuk epitaksi (pembawa wafer)

Pembawa wafer adalah komponen struktural penting untuk persiapan wafer semikonduktor SiC, AlN, GaN dan kelas tiga lainnya serta pertumbuhan wafer epitaksi. Sebagian besar pembawa wafer terbuat dari grafit dan dilapisi dengan lapisan SiC untuk menahan korosi dari gas proses, dengan kisaran suhu epitaksi 1100 hingga 1600°C, dan ketahanan korosi pada lapisan pelindung memainkan peran penting dalam kehidupan pembawa wafer. Hasilnya menunjukkan bahwa laju korosi TaC 6 kali lebih lambat dibandingkan SiC pada amonia suhu tinggi. Pada hidrogen bersuhu tinggi, laju korosi bahkan 10 kali lebih lambat dibandingkan SiC.

Eksperimen telah membuktikan bahwa baki yang dilapisi TaC menunjukkan kompatibilitas yang baik dalam proses MOCVD GaN cahaya biru dan tidak menimbulkan kotoran. Setelah penyesuaian proses yang terbatas, LED yang ditumbuhkan menggunakan pembawa TaC menunjukkan kinerja dan keseragaman yang sama dengan pembawa SiC konvensional. Oleh karena itu, masa pakai palet berlapis TAC lebih baik dibandingkan dengan tinta batu kosong dandilapisi SiCpalet grafit.