Metode persiapan bagian grafit berlapis TaC umum

BAGIAN/1
Metode CVD (Deposisi Uap Kimia):
Pada 900-2300℃, menggunakan TaCl₅dan CnHm sebagai tantalum dan sumber karbon, H₂ sebagai atmosfer pereduksi, gas pembawa Ar₂as, film deposisi reaksi. Lapisan yang disiapkan kompak, seragam dan kemurniannya tinggi. Namun terdapat beberapa permasalahan seperti proses yang rumit, biaya yang mahal, kontrol aliran udara yang sulit dan efisiensi pengendapan yang rendah.
BAGIAN/2
Metode sintering bubur:
Bubur yang mengandung sumber karbon, sumber tantalum, pendispersi dan pengikat dilapisi pada grafit dan disinter pada suhu tinggi setelah pengeringan. Lapisan yang disiapkan tumbuh tanpa orientasi teratur, berbiaya rendah dan cocok untuk produksi skala besar. Masih harus dieksplorasi untuk mencapai lapisan seragam dan penuh pada grafit besar, menghilangkan cacat dukungan dan meningkatkan kekuatan ikatan lapisan.
BAGIAN/3
Metode penyemprotan plasma:
Bubuk TaC dicairkan oleh busur plasma pada suhu tinggi, diatomisasi menjadi tetesan suhu tinggi dengan jet berkecepatan tinggi, dan disemprotkan ke permukaan bahan grafit. Lapisan oksida mudah terbentuk di bawah kondisi non-vakum, dan konsumsi energinya besar.

 

Angka . Baki wafer setelah digunakan dalam perangkat MOCVD yang tumbuh epitaksi GaN (Veeco P75). Yang sebelah kiri dilapisi TaC dan yang sebelah kanan dilapisi SiC.

dilapisi TaCbagian grafit perlu dipecahkan

BAGIAN/1
Kekuatan mengikat:
Koefisien muai panas dan sifat fisik lainnya antara TaC dan bahan karbon berbeda, kekuatan ikatan lapisan rendah, sulit untuk menghindari retakan, pori-pori dan tekanan termal, dan lapisan mudah terkelupas di atmosfer sebenarnya yang mengandung pembusukan dan proses kenaikan dan pendinginan yang berulang-ulang.
BAGIAN/2
Kemurnian:
lapisan TaCharus memiliki kemurnian sangat tinggi untuk menghindari pengotor dan polusi dalam kondisi suhu tinggi, dan standar kandungan efektif serta standar karakterisasi karbon bebas dan pengotor intrinsik pada permukaan dan bagian dalam lapisan penuh perlu disetujui.
BAGIAN/3
Stabilitas:
Ketahanan suhu tinggi dan ketahanan atmosfer kimia di atas 2300℃ merupakan indikator terpenting untuk menguji stabilitas lapisan. Lubang kecil, retakan, sudut hilang, dan batas butir dengan orientasi tunggal mudah menyebabkan gas korosif menembus dan menembus ke dalam grafit, sehingga mengakibatkan kegagalan perlindungan lapisan.
BAGIAN/4
Resistensi oksidasi:
TaC mulai teroksidasi menjadi Ta2O5 ketika suhunya di atas 500℃, dan laju oksidasi meningkat tajam seiring dengan peningkatan suhu dan konsentrasi oksigen. Oksidasi permukaan dimulai dari batas butir dan butiran kecil, dan secara bertahap membentuk kristal kolumnar dan kristal pecah, menghasilkan banyak celah dan lubang, dan infiltrasi oksigen meningkat hingga lapisan terkelupas. Lapisan oksida yang dihasilkan memiliki konduktivitas termal yang buruk dan tampilan warna yang beragam.
BAGIAN/5
Keseragaman dan kekasaran:
Distribusi permukaan lapisan yang tidak merata dapat menyebabkan konsentrasi tegangan termal lokal, sehingga meningkatkan risiko retak dan terkelupas. Selain itu, kekasaran permukaan secara langsung mempengaruhi interaksi antara lapisan dan lingkungan luar, dan kekasaran yang terlalu tinggi dapat dengan mudah menyebabkan peningkatan gesekan dengan wafer dan medan termal yang tidak merata.
BAGIAN/6
Ukuran butir:
Ukuran butiran yang seragam membantu stabilitas lapisan. Jika ukuran butirnya kecil, ikatannya tidak rapat, mudah teroksidasi dan terkorosi, mengakibatkan banyak retakan dan lubang pada tepi butir, sehingga mengurangi kinerja pelindung lapisan. Jika ukuran butirannya terlalu besar, maka akan relatif kasar, dan lapisannya mudah terkelupas karena tekanan termal.