Anneau de guidage

L'anneau de guidage semicoréx est un composant crucial du four à croissance monocristalline SIC (carbure de silicium), conçu pour optimiser l'environnement de croissance des cristaux. Ce cycle de guidage haute performance est fabriqué à partir de graphite de haute pureté et dispose d'un MCV de pointe (dépôt de vapeur chimique)revêtement en carbure de tantale (TAC). La combinaison de ces matériaux assure une durabilité supérieure, une stabilité thermique et une résistance à des conditions chimiques et physiques extrêmes.

Matériel et revêtement

Le matériau de base de l'anneau de guidage est du graphite de haute pureté, choisi pour son excellente conductivité thermique, sa résistance mécanique et sa stabilité à des températures élevées. Le substrat de graphite est ensuite recouvert d'une couche dense et uniforme de carbure de tantale à l'aide d'un processus de MCV avancé. Le carbure de tantale est bien connu pour sa dureté exceptionnelle, sa résistance à l'oxydation et son inertie chimique, ce qui en fait une couche protectrice idéale pour les composants du graphite fonctionnant dans des environnements difficiles.

Les matériaux semi-conducteurs à large bande de troisième génération représentés par le nitrure de gallium (GAN) et le carbure de silicium (SIC) ont une excellente conversion photoélectrique et des capacités de transmission des signaux micro-ondes, et peuvent répondre aux besoins des dispositifs électroniques à haute fréquence, à haute température, haute puissance et à rayonnement. Par conséquent, ils ont de larges perspectives d'application dans les domaines des communications mobiles de nouvelle génération, de nouveaux véhicules énergétiques, des réseaux intelligents et des LED. Le développement complet de la chaîne de l'industrie des semi-conducteurs de troisième génération nécessite de toute urgence des percées dans les technologies de base clés, le progrès continu de la conception et de l'innovation des appareils et la résolution de la dépendance aux importations.

La croissance de la tranche de carbure de silicium à titre d'exemple, les matériaux de graphite et les matériaux composites en carbone-carbone dans les matériaux de champ thermique sont difficiles à respecter l'atmosphère complexe (Si, sic₂, si₂c) à 2300 ℃. Non seulement la durée de vie est courte, les différentes pièces sont remplacées par tous à dix fours, et l'infiltration et la volatilisation du graphite à des températures élevées peuvent facilement entraîner des défauts cristallins tels que les inclusions de carbone. Afin d'assurer la croissance de haute qualité et stable des cristaux de semi-conducteurs, et compte tenu du coût de la production industrielle, des revêtements en céramique à température ultra-haute résistants à la corrosion sont préparés à la surface des parties de graphite, qui prolongeront la durée de vie des composants du graphite, inhibent la migration des impuretés et améliorera la pureté cristalline. Dans la croissance épitaxiale du carbure de silicium, un suscepteur de graphite enduit de carbure de silicium est généralement utilisé pour soutenir et chauffer le substrat monocristalle. Sa durée de vie doit encore être améliorée et les dépôts en carbure de silicium sur l'interface doivent être nettoyés régulièrement. En revanche,revêtement en carbure de tantale (TAC)est plus résistant à l'atmosphère corrosive et à une température élevée, et est la technologie de base pour la "croissance, l'épaisseur et la qualité" de ces cristaux SIC.

Lorsque le SIC est préparé par transport physique de vapeur (PVT), le cristal de graines est dans une zone de température relativement basse et la matière première SIC est dans une zone de température relativement élevée (supérieure à 2400 ℃). La matière première se décompose pour produire Sixcy (contenant principalement du Si, du sic₂, du si₂c, etc.), et le matériau de phase gazeuse est transporté de la zone de température élevée vers le cristal de graines dans la zone à basse température, et nucléates et se développe pour former un seul cristal. Les matériaux de champ de chaleur utilisés dans ce processus, tels que le creuset, le cycle de guidage et le porte-cristal de graines, doivent être résistants aux températures élevées et ne contamineront pas la matière première SIC et le seul cristal SIC. Le SIC et l'ALN préparés à l'aide de matériaux de champ thermique en graphite à revêtement TAC sont plus propres, avec presque pas d'impuretés tels que le carbone (oxygène, azote), moins de défauts de bord, une résistivité plus petite dans chaque région, et réduit considérablement la densité de micropores et la densité de la fosse de gravure (après la gravure KOH), améliorant considérablement la qualité du cristal. De plus, le taux de perte de poids du Crucible TAC est presque nul, l'apparence est intacte, et elle peut être recyclée, ce qui peut améliorer la durabilité et l'efficacité d'une telle préparation à cristal monocuste.