Applications des composants en graphite revêtus de TaC

1. Creuset, support de germes de cristal et anneau de guidage dans un four monocristallin SiC et AIN cultivé par la méthode PVT

Dans le processus de croissance de monocristaux de SiC et d'AlN par la méthode de transport physique de vapeur (PVT), des composants tels que le creuset, le support de germe cristallin et l'anneau de guidage jouent un rôle essentiel. Au cours du processus de préparation du SiC, le cristal germe est situé dans une région de température relativement basse, tandis que la matière première se trouve dans une région de température élevée dépassant 2 400 °C. Les matières premières se décomposent à haute température pour former SiXCy (y compris Si, SiC₂, Si₂C et d'autres composants). Ces substances gazeuses sont ensuite transférées vers la zone des germes cristallins à basse température, où elles se nucléent et se développent en monocristaux. Afin de garantir la pureté des matières premières et des monocristaux SiC, ces matériaux à champ thermique doivent être capables de résister à des températures élevées sans provoquer de contamination. De même, l'élément chauffant pendant le processus de croissance monocristalline d'AlN doit également être capable de résister à la corrosion de la vapeur d'Al et du N₂, et doit avoir une température eutectique suffisamment élevée pour réduire le cycle de croissance cristalline.

La recherche a prouvé que les matériaux de champ thermique en graphite recouverts de TaC peuvent améliorer considérablement la qualité des monocristaux de SiC et d'AlN. Les monocristaux préparés à partir de ces matériaux recouverts de TaC contiennent moins d'impuretés de carbone, d'oxygène et d'azote, des défauts de bord réduits, une uniformité de résistivité améliorée et une densité considérablement réduite de micropores et de piqûres de gravure. De plus, les creusets revêtus de TaC peuvent conserver un poids presque inchangé et une apparence intacte après une utilisation à long terme, peuvent être recyclés plusieurs fois et ont une durée de vie allant jusqu'à 200 heures, ce qui améliore considérablement la durabilité et la sécurité de la préparation des monocristaux. Efficacité.

2. Application de la technologie MOCVD à la croissance de couches épitaxiales de GaN

Dans le procédé MOCVD, la croissance épitaxiale des films de GaN repose sur des réactions de décomposition organométallique, et les performances du réchauffeur sont cruciales dans ce procédé. Il doit non seulement être capable de chauffer le substrat rapidement et uniformément, mais également maintenir sa stabilité à des températures élevées et aux changements de température répétés, tout en étant résistant à la corrosion gazeuse et en garantissant l'uniformité de la qualité et de l'épaisseur du film, ce qui affecte les performances du puce finale.

Afin d'améliorer les performances et la durée de vie des appareils de chauffage dans les systèmes MOCVD,Éléments chauffants en graphite recouverts de TaCont été présenté. Cet élément chauffant est comparable aux éléments chauffants traditionnels à revêtement pBN utilisés et peut apporter la même qualité de couche épitaxiale de GaN tout en ayant une résistivité et une émissivité de surface inférieures, améliorant ainsi l'efficacité et l'uniformité du chauffage, réduisant ainsi la consommation d'énergie. En ajustant les paramètres du processus, la porosité du revêtement TaC peut être optimisée, améliorant encore les caractéristiques de rayonnement du réchauffeur et prolongeant sa durée de vie, ce qui en fait un choix idéal dans les systèmes de croissance MOCVD GaN.

3. Application du plateau de revêtement épitaxial (support de plaquette)

En tant que composant clé pour la préparation et la croissance épitaxiale de tranches semi-conductrices de troisième génération telles que SiC, AlN et GaN, les supports de tranche sont généralement constitués de graphite et recouverts deRevêtement SiCpour résister à la corrosion par les gaz de procédé. Dans la plage de températures épitaxiales de 1 100 à 1 600 °C, la résistance à la corrosion du revêtement est essentielle à la durabilité du support de tranche. Des études ont montré que le taux de corrosion deRevêtements TaCdans l'ammoniac à haute température est nettement inférieure à celle des revêtements SiC, et cette différence est encore plus significative dans l'hydrogène à haute température.

L'expérience a vérifié la compatibilité desPlateau recouvert de TaCdans le processus Blue GaN MOCVD sans introduire d'impuretés et avec des ajustements de processus appropriés, les performances des LED cultivées à l'aide de supports TaC sont comparables à celles des supports SiC traditionnels. Par conséquent, les palettes revêtues de TaC sont une option par rapport aux palettes en graphite nu et en graphite revêtues de SiC en raison de leur durée de vie plus longue.