TaC-pinnoitettujen grafiittiosien käyttö

OSA/1

Upokas, siemenpidike ja ohjausrengas SiC- ja AIN-yksikideuunissa kasvatettiin PVT-menetelmällä

Kuten kuvasta 2 [1] näkyy, kun piikarbidin valmistukseen käytetään fyysistä höyrynkuljetusmenetelmää (PVT), siemenkide on suhteellisen alhaisen lämpötilan alueella, piikarbidin raaka-aine on suhteellisen korkean lämpötilan alueella (yli 2400 °C).℃), ja raaka-aine hajoaa SiXCy:ksi (pääasiassa Si, SiC₂, Si₂C jne.). Höyryfaasimateriaali kuljetetaan korkean lämpötilan alueelta siemenkiteelle matalan lämpötilan alueella, fsiemenytimien muodostaminen, kasvaminen ja yksittäiskiteiden tuottaminen. Tässä prosessissa käytettyjen lämpökenttämateriaalien, kuten upokkaan, virtauksen ohjausrenkaan, siemenkiteiden pidikkeen, tulee kestää korkeita lämpötiloja, eivätkä ne saastuta piikarbidin raaka-aineita ja piikarbidin yksittäiskiteitä. Vastaavasti AlN-yksikiteiden kasvussa olevien lämmityselementtien on kestettävä Al-höyryä, N₂korroosiota, ja sillä on oltava korkea eutektinen lämpötila (kanssa AlN) lyhentääksesi kiteen valmistusaikaa.

Havaittiin, että SiC[2-5] ja AlN[2-3] valmistivatTaC päällystettygrafiittilämpökenttämateriaalit olivat puhtaampia, niissä ei ollut lähes lainkaan hiiltä (happi, typpi) ja muita epäpuhtauksia, vähemmän reunavirheitä, pienempi resistiivisyys kullakin alueella, ja mikrohuokostiheys ja syövytyskuopan tiheys pienenivät merkittävästi (KOH-etsauksen jälkeen) ja kiteen laatu parani huomattavasti. Lisäksi,TaC upokaspainonpudotusaste on lähes nolla, ulkonäkö on tuhoamaton, voidaan kierrättää (käyttöikä jopa 200 tuntia), voi parantaa tällaisen yksikidevalmisteen kestävyyttä ja tehokkuutta.

KUVA. 2. (a) Kaaviokuva piikarbidin yksikideharkon kasvatuslaitteesta PVT-menetelmällä
(b) YlösTaC päällystettysiemenkannatin (mukaan lukien piikarbidin siemen)
(c)TAC-pinnoitettu grafiittiohjainrengas

OSA/2

MOCVD GaN epitaksiaalikerroksen kasvulämmitin

Kuten kuvasta 3 (a) näkyy, MOCVD GaN -kasvu on kemiallinen höyrypinnoitustekniikka, jossa käytetään organometristä hajoamisreaktiota ohuiden kalvojen kasvattamiseen höyryepitaksiaalisella kasvulla. Lämpötilan tarkkuus ja onkalon tasaisuus tekevät lämmittimestä MOCVD-laitteiden tärkeimmän ydinkomponentin. Se, voidaanko alustaa lämmittää nopeasti ja tasaisesti pitkään (toistuvassa jäähdytyksessä), stabiilisuus korkeassa lämpötilassa (kaasukorroosionkestävyys) ja kalvon puhtaus vaikuttavat suoraan kalvon kerrostumisen laatuun, paksuuden sakeuteen, ja sirun suorituskykyä.

Parantaakseen lämmittimen suorituskykyä ja kierrätystehokkuutta MOCVD GaN -kasvujärjestelmässä,TAC-pinnoitettugrafiittilämmitin otettiin käyttöön onnistuneesti. Verrattuna tavanomaisella lämmittimellä (käyttämällä pBN-pinnoitetta) kasvatettuun GaN-epitaksiaaliseen kerrokseen, TaC-lämmittimellä kasvatetulla GaN-epitaksiaalisella kerroksella on lähes sama kiderakenne, paksuuden tasaisuus, luontaiset viat, epäpuhtauksien seostus ja kontaminaatio. Lisäksi,TaC pinnoitesillä on alhainen resistanssi ja alhainen pinnan emissiokyky, mikä voi parantaa lämmittimen tehokkuutta ja tasaisuutta, mikä vähentää virrankulutusta ja lämpöhäviötä. Pinnoitteen huokoisuutta voidaan säätää säätämällä prosessiparametreja parantamaan entisestään lämmittimen säteilyominaisuuksia ja pidentämään sen käyttöikää [5]. Nämä edut tekevätTaC päällystettygrafiittilämmittimet erinomainen valinta MOCVD GaN -kasvatusjärjestelmiin.

KUVA. 3. (a) Kaaviokaavio MOCVD-laitteesta GaN-epitaksiaalista kasvua varten
(b) Valettu TAC-pinnoitettu grafiittilämmitin asennettuna MOCVD-asetuksiin, lukuun ottamatta alustaa ja kannaketta (kuvassa jalusta ja kannake lämmityksessä)
(c) TAC-päällystetty grafiittikuumennin 17 GaN:n epitaksiaalisen kasvun jälkeen. [6]

OSA/3

Päällystetty suskeptori epitaksia varten (kiekon kantaja)

Kiekon kantaja on tärkeä rakennekomponentti SiC-, AlN-, GaN- ja muiden kolmannen luokan puolijohdekiekkojen valmistuksessa ja epitaksiaalisten kiekkojen kasvatuksessa. Suurin osa kiekkojen alustasta on valmistettu grafiitista ja päällystetty SiC-pinnoitteella kestämään prosessikaasujen aiheuttamaa korroosiota, ja niiden epitaksiaalinen lämpötila on 1100-1600°C, ja suojapinnoitteen korroosionkestävyydellä on ratkaiseva rooli kiekkoalustan käyttöiässä. Tulokset osoittavat, että TaC:n korroosionopeus on 6 kertaa hitaampi kuin SiC korkean lämpötilan ammoniakissa. Korkean lämpötilan vedyssä korroosionopeus on jopa yli 10 kertaa hitaampi kuin piikarbidissa.

Kokeilla on todistettu, että TaC:lla päällystetyt alustat ovat hyvin yhteensopivia sinisen valon GaN MOCVD -prosessissa eivätkä sisällä epäpuhtauksia. Rajoitetun prosessisäädön jälkeen TaC-kantoalustoja käyttäen kasvatetut ledit osoittavat samaa suorituskykyä ja tasaisuutta kuin tavanomaiset piikarbidit. Siksi TAC-pinnoitettujen kuormalavojen käyttöikä on parempi kuin paljaan kivimusteen jaSiC päällystettygrafiitti lavat.