Feidhm Páirteanna Graifíte TaC-Brataithe i bhFoirnéisí Criostail Aonair

Cur i bhfeidhmPáirteanna Graifíte TaC-Brataithei bhfoirnéisí criostail aonair

CUID/1

I bhfás criostail aonair SIC agus ALN ag baint úsáide as an modh iompair gaile fhisiciúil (PVT), tá ról ríthábhachtach ag comhpháirteanna ríthábhachtacha amhail an Crucible, an sealbhóir síl, agus an fáinne treorach. Mar a léirítear i bhFigiúr 2 [1], le linn an phróisis PVT, tá an criostail síl suite sa réigiún teochta íochtarach, agus tá an t -amhábhar SIC nochta do theochtaí níos airde (os cionn 2400 ℃). Fágann sé seo go ndéantar an t -amhábhar a dhianscaoileadh, ag táirgeadh comhdhúile SixCy (go príomha lena n -áirítear Si, Sic₂, Si₂c, etc.). Ansin iompraítear ábhar na céime gaile ón réigiún ardteochta go dtí an criostail síol sa réigiún ísealteochta, agus mar thoradh air sin cruthaítear núicléas síl, fás criostail, agus giniúint criostail aonair. Dá bhrí sin, ní mór do na hábhair allamuigh teirmeacha a úsáidtear sa phróiseas seo, mar shampla an Crucible, an fáinne treorach sreafa, agus an sealbhóir criostail síl, friotaíocht ardteochta a thaispeáint gan na hamhábhair SIC agus na criostail aonair a thruailliú. Ar an gcaoi chéanna, ní mór do na heilimintí téimh a úsáidtear i bhfás criostail ALN al vapor agus creimeadh n₂ a sheasamh, agus teocht ard -eutectic (le ALN) a bheith acu freisin chun an t -am ullmhúcháin criostail a laghdú.

Tá sé tugtha faoi deara go n-úsáidtear ábhair réimse teirmeach graifíte atá brataithe le TaC chun SiC [2-5] agus AlN [2-3] a ullmhú go mbíonn táirgí níos glaine le híosmhéid carbóin (ocsaigin, nítrigin), agus neamhíonachtaí eile. Léiríonn na hábhair seo níos lú lochtanna imeall agus friotachas níos ísle i ngach réigiún. Ina theannta sin, laghdaítear go mór dlús na micropores agus na claiseanna eitseála (tar éis eitseáil KOH), rud a fhágann go dtiocfaidh feabhas suntasach ar cháilíocht na criostail. Ina theannta sin, léiríonn an breogán TaC nach mór náid meáchain caillteanas, coinníonn sé cuma neamh-millteach, agus is féidir é a athchúrsáil (le saolré suas le 200 uair), rud a chuireann le hinbhuanaitheacht agus éifeachtúlacht na bpróiseas ullmhúcháin criostail aonair.

FIG. 2. (a) Léaráid scéimreach d'fheiste fáis tinne criostail shingil SiC trí mhodh PVT

.

(c) Fáinne treorach graifíte atá brataithe le TAC

MOCVD GaN Téitheoir Fáis Chiseal Eipiteaiseach

Cuid/2

I réimse fás MOCVD (sil-leagan gaile ceimiceach miotail-orgánach), teicníc ríthábhachtach le haghaidh fás eipiciúil gaile ar scannáin tanaí trí fhrithghníomhartha dianscaoilte orgánaimhiotalacha, tá ról ríthábhachtach ag an téitheoir maidir le rialú beacht teochta agus aonfhoirmeacht a bhaint amach laistigh de sheomra an imoibriúcháin. Mar a léirítear i bhFigiúr 3 (a), meastar gurb é an téitheoir an croí -chomhpháirt de threalamh MOCVD. Cuireann a chumas chun an tsubstráit a théamh go tapa agus go haonfhoirmeach thar thréimhsí sínte (lena n -áirítear timthriallta fuaraithe arís agus arís eile), teochtaí arda (creimeadh gáis a sheasamh), agus coinníonn sé íonacht scannáin go díreach le caighdeán sil -leagain scannáin, comhsheasmhacht tiús, agus feidhmíocht sliseanna.

Chun feidhmíocht agus éifeachtúlacht athchúrsála téitheoirí a fheabhsú i gcórais fáis MOCVD GAN, d'éirigh le tabhairt isteach téitheoirí graifíte TAC-brataithe. I gcodarsnacht le gnáth -théitheoirí a úsáideann bratuithe PBN (nítríd bhóróin pyrolytic), léiríonn sraitheanna epitaxial GAN ​​a fhástar ag baint úsáide as téitheoirí TAC struchtúir chriostal beagnach mar an gcéanna, aonfhoirmeacht tiús, foirmiú locht intreach, dópáil neamhíonachta, agus leibhéil éillithe. Thairis sin, léiríonn an sciath TAC friotachas íseal agus astaíocht dhromchla íseal, rud a fhágann go bhfuil éifeachtúlacht agus aonfhoirmeacht níos fearr ag an téitheoir, rud a laghdaíonn tomhaltas cumhachta agus caillteanas teasa. Trí pharaiméadair an phróisis a rialú, is féidir póirseacht an sciath a choigeartú chun tréithe radaíochta an téitheoir a fheabhsú tuilleadh agus a saolré a leathnú [5]. Bunaíonn na buntáistí seo téitheoirí graifíte atá brataithe le TAC mar rogha iontach do chórais fáis MOCVD GAN.

FIG. 3. (a) Léaráid scéimreach den fheiste MOCVD le haghaidh fáis epitaxial GaN

(b) Téitheoir grafite múnlaithe TAC-brataithe suiteáilte i socrú MOCVD, gan an bonn agus an lúibín a áireamh (léiriú a thaispeánann an bonn agus an lúibín sa téamh)

(c) Téitheoir graifíte atá brataithe le TAC tar éis 17 bhfás epitaxial GaN. 

Suaitheadh ​​brataithe le haghaidh epitaxy (iompróir wafer)

CUID/3

Tá ról ríthábhachtach ag an iompróir wafer, comhpháirt struchtúrach ríthábhachtach a úsáidtear in ullmhú sliseog leathsheoltóra tríú aicme mar SiC, AlN, agus GaN, i bpróisis fáis wafer epitaxial. De ghnáth déanta as graifít, tá an t-iompróir wafer brataithe le SiC chun creimeadh ó gháis phróisis a sheasamh laistigh de raon teochta epitaxial 1100 go 1600 °C. Bíonn tionchar suntasach ag friotaíocht creimeadh an sciath chosanta ar shaolré an iompróra wafer. Léiríonn torthaí turgnamhacha go léiríonn TaC ráta creimthe thart ar 6 huaire níos moille ná SiC nuair a bhíonn sé faoi lé amóinia ardteochta. I dtimpeallachtaí hidrigine ardteochta, tá an ráta creimeadh TaC fiú níos mó ná 10 n-uaire níos moille ná SiC.

Léirigh fianaise thurgnamhach go léiríonn tráidirí atá brataithe le TAC comhoiriúnacht den scoth i bpróiseas Gorm Light Gan MOCVD gan eisíontais a thabhairt isteach. Le coigeartuithe próisis teoranta, léiríonn LEDanna a fhástar ag úsáid iompróirí TAC feidhmíocht agus aonfhoirmeacht inchomparáide leo siúd a fhástar ag baint úsáide as gnáth -iompróirí SIC. Dá bhrí sin, sáraíonn saol seirbhíse iompróirí wafer atá brataithe le TAC an saol d'iompróirí graifíte neamh-bhrataithe agus brataithe SIC.

Fíor. Tráidire wafer tar éis é a úsáid i ngléas MOCVD fás epitaxial GaN (Veeco P75). Tá an ceann ar chlé brataithe le TaC agus tá an ceann ar dheis brataithe le SiC.

Modh ullmhúcháin coitiantaPáirteanna graifíte brataithe TaC

CUID/1

Modh CVD (sil -leagan gaile ceimiceach):

Ag 900-2300 ℃, ag baint úsáide as TaCl5 agus CnHm mar fhoinsí tantalam agus carbóin, H₂ mar atmaisféar laghdaitheora, Ar₂ mar ghás iompróra, scannán imoibrithe sil-leagain. Tá an sciath ullmhaithe dlúth, aonfhoirmeach agus ard-íonachta. Mar sin féin, tá roinnt fadhbanna cosúil le próiseas casta, costas costasach, rialú sreabhadh aeir deacair agus éifeachtacht íseal taisce.

Cuid/2

Modh sintéirithe sciodair:

Tá an sciodar ina bhfuil foinse carbóin, foinse tantalam, scaiptheoir agus ceanglóra brataithe ar an graifít agus sintered ag teocht ard tar éis a thriomú. Fásann an sciath ullmhaithe gan treoshuíomh rialta, tá costas íseal aige agus tá sé oiriúnach le haghaidh táirgeadh ar scála mór. Tá sé fós le hiniúchadh chun sciath aonfhoirmeach agus iomlán a bhaint amach ar ghraifít mhór, deireadh a chur le lochtanna tacaíochta agus feabhas a chur ar fhórsa nasctha brataithe.

CUID/3

Modh spraeála plasma:

Déantar púdar TaC a leá trí stua plasma ag teocht ard, a atomized isteach i braoiníní teocht ard ag scaird ardluais, agus a spraeáil ar dhromchla ábhar graifít. Tá sé éasca ciseal ocsaíd a fhoirmiú faoi neamhfholús, agus tá an tomhaltas fuinnimh mór.

Is gá páirteanna graifíte atá brataithe le TaC a réiteach

CUID/1

Fórsa ceangailteach:

Tá an chomhéifeacht leathnaithe teirmeach agus airíonna fisiceacha eile idir ábhair TAC agus carbóin difriúil, tá an neart nasctha sciath íseal, tá sé deacair scoilteanna, pores agus strus teirmeach a sheachaint, agus tá an sciath éasca le scamhadh san atmaisféar iarbhír ina bhfuil lobhadh agus lobhadh agus Próiseas Éirí Amach agus Fuarú arís agus arís eile.

Cuid/2

íonacht:

Ní mór íonacht ultra-ard a bheith ag sciath TaC chun neamhíonachtaí agus truailliú a sheachaint faoi choinníollacha teocht ard, agus is gá na caighdeáin éifeachtacha ábhar agus caighdeáin tréithrithe de charbóin saor in aisce agus neamhíonachtaí intreacha ar dhromchla agus taobh istigh den sciath iomlán a chomhaontú.

CUID/3

Cobhsaíocht:

Is iad friotaíocht teocht ard agus friotaíocht atmaisféar ceimiceach os cionn 2300 ℃ na táscairí is tábhachtaí chun cobhsaíocht an sciath a thástáil. Tá poill phionta, scoilteanna, coirnéil ar iarraidh, agus teorainneacha gráin treoshuímh aonair éasca a chur faoi deara gáis chreimneach a penetrate agus dul isteach sa graifít, a eascraíonn i teip cosanta sciath.

Cuid/4

Friotaíocht ocsaídiúcháin:

Tosaíonn TaC a ocsaídiú go Ta2O5 nuair a bhíonn sé os cionn 500 ℃, agus ardaíonn an ráta ocsaídiúcháin go mór le méadú ar theocht agus tiúchan ocsaigine. Tosaíonn an ocsaídiú dromchla ó na teorainneacha gráin agus gráin bheaga, agus de réir a chéile cruthaítear criostail columnar agus criostail briste, rud a fhágann go bhfuil líon mór bearnaí agus poill ann, agus déantar insíothlú ocsaigine a dhianú go dtí go ndéantar an sciath a bhaint. Tá seoltacht teirmeach bocht agus éagsúlacht dathanna ag an gciseal ocsaíd mar thoradh air sin.

CUID/5

Comhionannas agus garbh:

Is féidir le dáileadh míchothrom an dromchla sciath a bheith mar thoradh ar chomhchruinniú strus teirmeach áitiúil, rud a mhéadaíonn an baol go dtarlódh scoilteadh agus spalláil. Ina theannta sin, bíonn tionchar díreach ag garness dromchla ar an idirghníomhaíocht idir an sciath agus an timpeallacht sheachtrach, agus bíonn cuimilte méadaithe leis an bpáirc teirmeach agus an réimse teirmeach míchothrom mar thoradh ar gharbhacht ró -ard.

Cuid/6

Méid gráin:

Cuidíonn an méid gráin aonfhoirmeach le cobhsaíocht an sciath. Má tá an méid gráin beag, níl an banna daingean, agus tá sé éasca a ocsaídiú agus a chreimeadh, rud a fhágann go bhfuil líon mór scoilteanna agus poill san imeall gráin, rud a laghdaíonn feidhmíocht chosanta an sciath. Má tá an méid gráin ró-mhór, tá sé sách garbh, agus tá an sciath éasca le flake amach faoi strus teirmeach.

Conclúid agus ionchas

Go ginearálta,Páirteanna graifíte brataithe TaCTá éileamh ollmhór agus raon leathan ionchais iarratais sa mhargadh, an sruthPáirteanna graifíte brataithe TaCTá déantúsaíocht príomhshrutha ag brath ar chomhpháirteanna CVD TAC. Mar sin féin, mar gheall ar an gcostas ard a bhaineann le trealamh táirgthe CVD TAC agus le héifeachtúlacht sil -leagan teoranta, níor athraíodh ábhair ghraifítí traidisiúnta brataithe SIC go hiomlán. Is féidir leis an modh shintéirithe costas na n -amhábhar a laghdú go héifeachtach, agus is féidir leis dul in oiriúint do chruthanna casta de chodanna graifíte, chun freastal ar riachtanais na gcásanna iarratais níos éagsúla.