Kaedah penyediaan bahagian grafit bersalut TaC biasa

BAHAGIAN/1
Kaedah CVD (Pemendapan Wap Kimia):
Pada 900-2300 ℃, menggunakan TaCl₅dan CnHm sebagai sumber tantalum dan karbon, H₂ sebagai atmosfera penurun, gas pembawa Ar₂as, filem pemendapan tindak balas. Salutan yang disediakan adalah padat, seragam dan ketulenan tinggi. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa masalah seperti proses yang rumit, kos yang mahal, kawalan aliran udara yang sukar dan kecekapan pemendapan yang rendah.
BAHAGIAN/2
Kaedah pensinteran buburan:
Buburan yang mengandungi sumber karbon, sumber tantalum, dispersan dan pengikat disalut pada grafit dan disinter pada suhu tinggi selepas pengeringan. Salutan yang disediakan tumbuh tanpa orientasi biasa, mempunyai kos rendah dan sesuai untuk pengeluaran berskala besar. Ia masih perlu diterokai untuk mencapai salutan seragam dan penuh pada grafit besar, menghapuskan kecacatan sokongan dan meningkatkan daya ikatan salutan.
BAHAGIAN/3
Kaedah penyemburan plasma:
Serbuk TaC dicairkan oleh arka plasma pada suhu tinggi, diatomkan menjadi titisan suhu tinggi dengan jet berkelajuan tinggi, dan disembur ke permukaan bahan grafit. Ia mudah untuk membentuk lapisan oksida di bawah bukan vakum, dan penggunaan tenaga adalah besar.

 

Rajah . Dulang wafer selepas digunakan dalam peranti MOCVD tumbuh epitaxial GaN (Veeco P75). Yang di sebelah kiri disalut dengan TaC dan yang di sebelah kanan disalut dengan SiC.

bersalut TaCbahagian grafit perlu diselesaikan

BAHAGIAN/1
Daya pengikat:
Pekali pengembangan haba dan sifat fizikal lain antara TaC dan bahan karbon adalah berbeza, kekuatan ikatan salutan adalah rendah, sukar untuk mengelakkan keretakan, liang dan tekanan terma, dan salutan mudah terkelupas dalam suasana sebenar yang mengandungi reput dan proses naik dan penyejukan berulang.
BAHAGIAN/2
Kesucian:
Salutan TaCperlu ketulenan ultra tinggi untuk mengelakkan kekotoran dan pencemaran di bawah keadaan suhu tinggi, dan piawaian kandungan yang berkesan dan standard pencirian karbon bebas dan kekotoran intrinsik pada permukaan dan bahagian dalam salutan penuh perlu dipersetujui.
BAHAGIAN/3
Kestabilan:
Rintangan suhu tinggi dan rintangan atmosfera kimia melebihi 2300 ℃ adalah petunjuk paling penting untuk menguji kestabilan salutan. Lubang jarum, retak, sudut yang hilang, dan sempadan butiran orientasi tunggal mudah menyebabkan gas menghakis menembusi dan menembusi ke dalam grafit, mengakibatkan kegagalan perlindungan salutan.
BAHAGIAN/4
Rintangan pengoksidaan:
TaC mula mengoksidakan kepada Ta2O5 apabila ia melebihi 500 ℃, dan kadar pengoksidaan meningkat secara mendadak dengan peningkatan suhu dan kepekatan oksigen. Pengoksidaan permukaan bermula dari sempadan bijian dan butiran kecil, dan secara beransur-ansur membentuk kristal kolumnar dan kristal pecah, mengakibatkan sejumlah besar jurang dan lubang, dan penyusupan oksigen meningkat sehingga salutan dilucutkan. Lapisan oksida yang terhasil mempunyai kekonduksian terma yang lemah dan pelbagai warna dalam rupa.
BAHAGIAN/5
Keseragaman dan kekasaran:
Pengagihan permukaan salutan yang tidak sekata boleh menyebabkan kepekatan tegasan haba tempatan, meningkatkan risiko keretakan dan spalling. Di samping itu, kekasaran permukaan secara langsung menjejaskan interaksi antara salutan dan persekitaran luaran, dan kekasaran yang terlalu tinggi dengan mudah membawa kepada peningkatan geseran dengan wafer dan medan haba yang tidak sekata.
BAHAGIAN/6
Saiz bijirin:
Saiz butiran seragam membantu kestabilan salutan. Sekiranya saiz bijian kecil, ikatannya tidak ketat, dan ia mudah teroksida dan terhakis, mengakibatkan sejumlah besar retak dan lubang di pinggir bijirin, yang mengurangkan prestasi perlindungan salutan. Jika saiz butiran terlalu besar, ia agak kasar, dan salutan mudah terkelupas di bawah tekanan haba.