CVD TaC жабыны бағыттаушы сақина

Semixlab компаниясының CVD TaC жабынының бағыттаушы сақинасы PVT SiC монокристалды өсу процесіне арналған және тазалығы жоғары графит субстратының бетінде жоғары тығыз тантал карбиді (TaC) жабынын қалыптастыру үшін химиялық бу тұндыру (CVD) технологиясын пайдаланады. Өнім SiC монокристалды өсіру пешінің жылу өрісінің таралуын және ауа ағынының бағытын дәл бақылау арқылы SiC монокристалының сапасы мен өсу тиімділігін қамтамасыз ету үшін PVT процесінде қолданылады. Жоғары температура (> 2000°C) және күшті коррозиялық атмосфера үшін қолайлы SiC монокристалды өсіретін пештердің әртүрлі негізгі жүйелеріне және үй жүйелеріне жарамды.

Тантал карбиді (TaC), өте жоғары температуралы керамиканың типтік өкілі ретінде балқу температурасы 3880 ℃, Mohs қаттылығы 10-ға жуық, тамаша жылу өткізгіштік (шамамен 22 Вт/м·К) және төмен жылу кеңею коэффициенті (6.6 × 10-6 К-1) және субстраттың кеңеюіне қарағанда айтарлықтай жақсы сәйкестік дәрежесіне ие. дәстүрлі SiC жабыны. TaC жабыны жабын қалыңдығын (50~300мкм), дән өлшемін және бос көміртегі мазмұнын дәл бақылауға мүмкіндік беретін TaCl₅-C₃H₆-H₂-Ar реакция жүйесін пайдаланып химиялық бу тұндыру (CVD) арқылы 1373~1673K температура диапазонында өсірілді. Нәтижелер тұндыру температурасы 1573K-қа жеткенде, TaC жабыны жарықтарсыз ықшам агломерация интерфейсін ұсынатынын және дәндер металлургиялық байланыстыру арқылы үздіксіз шашырауға қарсы құрылымды құрайтынын көрсетеді. Термиялық соққыға төзімділік циклдерінің саны қапталмаған графитке қарағанда 5 еседен астам жоғары. Бұл процесте жабын мен субстрат арасындағы интерфейс кернеуін одан әрі жеңілдету және қатты температура ауытқуларына қарамастан (>1000 °C/мин) геометриялық тұрақтылықты сақтауды қамтамасыз ету үшін TaC/Ta₂O композиттік құрылымы сияқты градиенттік ауысу қабатының дизайны енгізілді.

In the PVT growth furnace, the CVD TaC coated Deflector ring is responsible for guiding the gas phase transmission path, maintaining the axial temperature gradient, and supporting the seed crystal and the raw material crucible. Traditional graphite components are easy to react with Si/C vapor to form volatile carbides at high temperatures, resulting in surface erosion and release of impurities, which directly affect the purity of the crystal. Due to its extreme chemical inertness, CVD TaC coating exhibits near zero reactivity to Si, C vapor and byproducts (such as HCl) at 2300℃, effectively blocking the diffusion of substrate impurities (Fe, Al and other metal elements) to the growth interface. The measured data show that after the TaC coating guide ring is used, the microtubule density of 6-inch SiC single crystal is reduced to < 0.5cm-2, and the resistivity uniformity is increased to within ±3%, which is especially suitable for the mass production of SiC MOSFETs above 1200V for electric drive modules of new energy vehicles.

Негізгі PVT SiC монокристалды өсіретін жабдыққа бейімделу үшін CVD TaC жабынының бағыттаушы сақинасы модульдік дизайнды қабылдайды. Прекурсордың ағынының жылдамдығын және тұндыру жолын оңтайландыру арқылы жабын қалыңдығының біркелкі ауытқуы ±3% шегінде бақыланады, тіпті күрделі ағындық арна құрылымдары жағдайында (мысалы, спиральды газ арнасы, кеуекті орта қабаты) толық бетті жабуға қол жеткізуге болады. Дәстүрлі спрей немесе агломерацияланған жабынмен салыстырғанда, CVD процесі TaC қабатына 25GPa дейінгі микроқаттылықты және > 50МПа интерфейсті байланыстыру беріктігін береді. 2000 сағат үздіксіз жоғары температурада жұмыс істегеннен кейін жабын сапасының жоғалу жылдамдығы 0.1% -дан аз, бұл бөлікті ауыстыру циклін айтарлықтай ұзартады. Статистикалық мәліметтерге сәйкес, бағыттаушы сақинаны қолданатын SiC құймасын өндіру желісі пештің тиімді өсу уақытын 120 сағаттан астам уақытқа дейін ұзарта алады, жылдық өндірістік қуаттылықты шамамен 18% ұлғайта алады және тетіктердің істен шығуына байланысты жоспардан тыс тоқтап қалуды 70% қысқартады.

SiC монокристалды өсіретін пештің температура градиентін бақылау.

Кремний карбиді кристалының кеңеюі және бағытталған өсу нұсқауы.

Өте жоғары температуралық өнімділік: TaC жабынының температурасы 2000°C дейін төзімділігі, жоғары температураның тұрақтылығы дәстүрлі SiC жабынына қарағанда жақсы.

Күшті коррозияға төзімділік: балқытылған кремний және көміртегі буы сияқты күшті коррозиялық ортаға тамаша төзімділік.

Термиялық өрісті дәл бақылау: бір кристалды өсу консистенциясын қамтамасыз ету үшін жабынның жоғары біркелкілігі (түйіршік өлшемі 5-15 мкм).

Теңшелген дизайн: мультибрендті және өздігінен жобаланған монокристалды пешті өсіру жүйесіне жарамды күрделі құрылымды бағыттаушы сақина өңдеуді қолдау.