CVD TaC tegaĵo Guide Ring

La gvidringo por CVD-TaC-tegaĵo de Semixlab estas desegnita por la PVT-SiC-ununkristala kreskoprocezo kaj uzas kemian vapordeponan (CVD) teknologion por formi tre densan tantalan karbidan (TaC) tegaĵon sur la surfaco de altpureca grafita substrato. La produkto estas uzata en la PVT-procezo por certigi la kvaliton kaj kreskefikecon de SiC-ununkristala per preciza kontrolado de la termika kampodistribuo kaj aerfluodirekto de la SiC-ununkristala kreskoforno. Taŭga por diversaj ĉefaj SiC-ununkristalaj kreskofornsistemoj kaj memfaritaj sistemoj, taŭga por altaj temperaturoj (> 2000°C) kaj forta koroda atmosfero.

Tantala karbido (TaC), kiel tipa reprezentanto de ultra-alttemperaturaj ceramikaĵoj, havas fandopunkton de 3880℃, Mohs-malmolecon de preskaŭ 10, bonegan varmokonduktecon (ĉirkaŭ 22 W/m·K) kaj malaltan varmo-ekspansiokoeficienton (6.6×10-6 K-1), kaj la grado de termika ekspansio-kongruo kun grafita substrato estas signife pli bona ol tiu de tradicia SiC-tegaĵo. La TaC-tegaĵo estis kreskigita en la temperaturintervalo de 1373~1673K per kemia vapora deponado (CVD) uzante la reakcian sistemon TaCl₅-C₃H₆-H₂-Ar, kiu permesis precizan kontrolon de la tegaĵdikeco (50~300μm), grenograndeco kaj libera karbona enhavo. La rezultoj montras, ke kiam la deponada temperaturo atingas 1573K, la TaC-tegaĵo prezentas senfendan kompaktan sinteradan interfacon, kaj la grenoj formas kontinuan kontraŭ-splitiĝan strukturon per metalurgia ligado. La nombro da cikloj de termika ŝoko-rezisto estas pli ol 5-oble pli alta ol tiu de nekovrita grafito. Gradienta transira tavoldezajno, kiel ekzemple la kompozita strukturo TaC/Ta₂O, estis enkondukita en la procezo por plue malstreĉi la interfacan streĉon inter la tegaĵo kaj la substrato kaj certigi, ke ĝi konservas geometrian stabilecon malgraŭ severaj temperaturfluktuoj (>1000 °C/min).

En la PVT-kreskiga forno, la CVD-TaC-kovrita deviiga ringo respondecas pri gvidado de la gasfaza transmisia vojo, konservado de la aksa temperaturgradiento, kaj subtenado de la semkristalo kaj la krudmateriala krisolo. Tradiciaj grafitaj komponantoj facile reagas kun Si/C-vaporo por formi volatilajn karbidojn je altaj temperaturoj, rezultante en surfaca erozio kaj liberigo de malpuraĵoj, kiuj rekte influas la purecon de la kristalo. Pro sia ekstrema kemia inerteco, CVD-TaC-tegaĵo montras preskaŭ nulan reaktivecon al Si, C-vaporo kaj kromproduktoj (kiel HCl) je 2300℃, efike blokante la difuzon de substrataj malpuraĵoj (Fe, Al kaj aliaj metalaj elementoj) al la kreskiga interfaco. La mezuritaj datumoj montras, ke post la uzo de la TaC-tegaĵa gvida ringo, la mikrotubula denseco de 6-cola SiC-unuopa kristalo reduktiĝas al < 0.5cm-2, kaj la rezistanca homogeneco pliiĝas ĝis ene de ±3%, kio estas aparte taŭga por la amasproduktado de SiC MOSFET-oj super 1200V por elektraj transmisiaj moduloj de novenergiaj veturiloj.

Por adaptiĝi al la ĉefaj kreskigaj ekipaĵoj por PVT SiC-unukristala PVT-SiC, la gvidringo por CVD-TaC-tegaĵo adoptas modulan dezajnon. Optimumigante la flukvanton de la antaŭulo kaj la deponvojon, la devio de la homogeneco de la tegaĵodikeco estas kontrolita ene de ±3%, eĉ fronte al kompleksaj flukanalaj strukturoj (kiel spiralaj gaskanaloj, poraj tavoloj), plena surfaca kovro povas esti atingita. Kompare kun la tradicia ŝprucigita aŭ sinterita tegaĵo, la CVD-procezo donas al la TaC-tavolo mikromalmolecon ĝis 25GPa kaj interfacan ligforton de > 50MPa. Post 2000 horoj da kontinua alttemperatura operacio, la perdo de kvalito de la tegaĵo estas malpli ol 0.1%, kio signife plilongigas la ciklon de anstataŭigo de partoj. Laŭ statistikoj, la produktadlinio por SiC-ingotoj uzanta la gvidringon povas plilongigi la efikan kreskotempon por forno al pli ol 120 horoj, pliigi la jaran produktadkapaciton je ĉirkaŭ 18%, kaj redukti la neplanitan malfunkcitempon pro komponenta difekto je 70%.

Temperatura gradienta kontrolo de SiC-unukristala kreskforno.

Gvido pri vastiĝo kaj direkta kresko de silicikarbida kristalo.

Ultra-alta temperatura elfaro: TaC-tegaĵo temperaturrezisto ĝis 2000 °C, alta temperaturstabileco estas pli bona ol tradicia SiC-tegaĵo.

Forta korodrezisto: Bonega rezisto al fortaj korodaj medioj kiel fandita silicio kaj karbona vaporo.

Preciza termika kampa kontrolo: alta tegaĵa homogeneco (grengrandeco 5-15μm) por certigi unu-kristalan kreskokonsistencon.

Personigita dezajno: Subtenas kompleksan strukturan gvidringan prilaboradon, taŭgan por multmarka kaj mem-dizajnita unukristala forna kreskosistemo.