Penggunaan bahagian grafit bersalut TaC

BAHAGIAN/1

Crucible, pemegang benih dan cincin panduan dalam relau kristal tunggal SiC dan AIN telah ditanam dengan kaedah PVT

Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2 [1], apabila kaedah pengangkutan wap fizikal (PVT) digunakan untuk menyediakan SiC, kristal benih berada di kawasan suhu yang agak rendah, bahan mentah SiC berada di kawasan suhu yang agak tinggi (melebihi 2400℃), dan bahan mentah terurai untuk menghasilkan SiXCy (terutamanya termasuk Si, SiC₂, Si₂C, dsb.). Bahan fasa wap diangkut dari kawasan suhu tinggi ke kristal benih di kawasan suhu rendah, fmembentuk nukleus benih, membesar, dan menghasilkan kristal tunggal. Bahan medan haba yang digunakan dalam proses ini, seperti pijar, cincin panduan aliran, pemegang kristal benih, harus tahan kepada suhu tinggi dan tidak akan mencemarkan bahan mentah SiC dan kristal tunggal SiC. Begitu juga, unsur pemanasan dalam pertumbuhan kristal tunggal AlN perlu tahan kepada wap Al, N₂kakisan, dan perlu mempunyai suhu eutektik yang tinggi (dengan AlN) untuk memendekkan tempoh penyediaan kristal.

Didapati bahawa SiC[2-5] dan AlN[2-3] disediakan olehbersalut TaCbahan medan haba grafit adalah lebih bersih, hampir tiada karbon (oksigen, nitrogen) dan kekotoran lain, kecacatan tepi yang lebih sedikit, kerintangan yang lebih kecil di setiap rantau, dan ketumpatan mikropori dan ketumpatan lubang goresan berkurangan dengan ketara (selepas goresan KOH), dan kualiti kristal telah bertambah baik. Selain itu,Pisau TaCkadar penurunan berat badan hampir sifar, penampilan tidak merosakkan, boleh dikitar semula (hidup sehingga 200j), boleh meningkatkan kemampanan dan kecekapan penyediaan kristal tunggal tersebut.

Gbr. 2. (a) Gambarajah skematik peranti tumbuh jongkong kristal tunggal SiC melalui kaedah PVT
(b) Atasbersalut TaCkurungan benih (termasuk benih SiC)
(c)Cincin panduan grafit bersalut TAC

BAHAGIAN/2

Pemanas tumbuh lapisan epitaxial MOCVD GaN

Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3 (a), pertumbuhan MOCVD GaN ialah teknologi pemendapan wap kimia menggunakan tindak balas penguraian organometrik untuk menumbuhkan filem nipis oleh pertumbuhan epitaxial wap. Ketepatan suhu dan keseragaman dalam rongga menjadikan pemanas menjadi komponen teras terpenting peralatan MOCVD. Sama ada substrat boleh dipanaskan dengan cepat dan seragam untuk masa yang lama (di bawah penyejukan berulang), kestabilan pada suhu tinggi (rintangan kepada kakisan gas) dan ketulenan filem secara langsung akan menjejaskan kualiti pemendapan filem, ketekalan ketebalan, dan prestasi cip.

Untuk meningkatkan prestasi dan kecekapan kitar semula pemanas dalam sistem pertumbuhan MOCVD GaN,bersalut TACpemanas grafit berjaya diperkenalkan. Berbanding dengan lapisan epitaxial GaN yang ditanam oleh pemanas konvensional (menggunakan salutan pBN), lapisan epitaxial GaN yang ditanam oleh pemanas TaC mempunyai struktur kristal yang hampir sama, keseragaman ketebalan, kecacatan intrinsik, doping kekotoran dan pencemaran. Di samping itu,Salutan TaCmempunyai kerintangan rendah dan emisiviti permukaan yang rendah, yang boleh meningkatkan kecekapan dan keseragaman pemanas, dengan itu mengurangkan penggunaan kuasa dan kehilangan haba. Keliangan salutan boleh diselaraskan dengan mengawal parameter proses untuk meningkatkan lagi ciri sinaran pemanas dan memanjangkan hayat perkhidmatannya [5]. Kelebihan ini menjadikanbersalut TaCpemanas grafit pilihan terbaik untuk sistem pertumbuhan MOCVD GaN.

Gbr. 3. (a) Gambarajah skematik peranti MOCVD untuk pertumbuhan epitaxial GaN
(b) Pemanas grafit bersalut TAC acuan dipasang dalam persediaan MOCVD, tidak termasuk tapak dan pendakap (ilustrasi menunjukkan tapak dan pendakap dalam pemanasan)
(c) Pemanas grafit bersalut TAC selepas 17 pertumbuhan epitaxial GaN. [6]

BAHAGIAN/3

Suseptor bersalut untuk epitaksi (pembawa wafer)

Pembawa wafer ialah komponen struktur penting untuk penyediaan SiC, AlN, GaN dan wafer semikonduktor kelas ketiga yang lain dan pertumbuhan wafer epitaxial. Kebanyakan pembawa wafer diperbuat daripada grafit dan disalut dengan salutan SiC untuk menahan kakisan daripada gas proses, dengan julat suhu epitaxial 1100 hingga 1600°C, dan rintangan kakisan salutan pelindung memainkan peranan penting dalam kehidupan pembawa wafer. Keputusan menunjukkan bahawa kadar kakisan TaC adalah 6 kali lebih perlahan daripada SiC dalam ammonia suhu tinggi. Dalam hidrogen suhu tinggi, kadar kakisan adalah lebih daripada 10 kali lebih perlahan daripada SiC.

Telah dibuktikan melalui eksperimen bahawa dulang yang ditutup dengan TaC menunjukkan keserasian yang baik dalam proses GaN MOCVD cahaya biru dan tidak memasukkan kekotoran. Selepas pelarasan proses terhad, led yang ditanam menggunakan pembawa TaC mempamerkan prestasi dan keseragaman yang sama seperti pembawa SiC konvensional. Oleh itu, hayat perkhidmatan palet bersalut TAC adalah lebih baik daripada dakwat batu kosong danbersalut SiCpalet grafit.