Cén fáth nach féidir le fás criostail PVT chomhdhúile sileacain (SiC) a Dhéanamh Gan Bratuithe Carbide Tantalam (TaC)?

Agus criostail chomhdhúile sileacain (SiC) á bhfás tríd an modh Iompar Gaile Fisiciúil (PVT), is “claíomh dúbailte-imeall” í an mhórtheocht ard 2000–2500 °C – cé go dtiomáineann sé sublimation agus iompar bunábhar, cuireann sé go mór le scaoileadh eisíontais ó gach ábhar laistigh den chóras réimse teirmeach, go háirithe comhpháirteanna riandúile. Chomh luath agus a théann na neamhíonachtaí seo isteach sa chomhéadan fáis, déanfaidh siad damáiste díreach do chroí-chaighdeán an chriostail. Is é seo an chúis bhunúsach a bhfuil bratuithe chomhdhúile tantalam (TaC) tar éis éirí mar “rogha éigeantach” seachas mar “rogha roghnach” maidir le fás criostail PVT.

1. Débhealaí Millteacha de Rian Neamhíonachtaí

Léirítear an dochar a dhéanann neamhíonachtaí do chriostail chomhdhúile sileacain den chuid is mó i dhá ghné lárnacha, a dhéanann difear díreach d'inúsáidteacht criostail:

• Neamhíonachtaí dúil éadrom (nítrigin N, bórón B):Faoi choinníollacha ardteochta, téann siad isteach sa laitís SiC go héasca, ionadaíonn siad adamh carbóin, agus foirmíonn siad leibhéil fuinnimh deontóra, ag athrú go díreach tiúchan iompróra agus friotachas an chriostail. Léiríonn torthaí turgnamhacha, do gach méadú 1×10¹⁶ cm⁻³ i dtiúchan eisíontais nítrigine, go bhféadfadh laghdú beagnach ordú amháin méide a bheith ar fhriotaíocht n-cineál 4H-SiC, rud a fhágann go n-imíonn paraiméadair leictreach na feiste deiridh ó spriocanna dearaidh.
• Neamhíonachtaí dúil mhiotalacha (iarann ​​​​Fe, nicil Ni):Tá difríocht shuntasach idir a ngathanna adamhach agus iad siúd atá ag adamh sileacain agus carbóin. Nuair a ionchorpraítear iad sa laitís, spreagann siad brú laitíse áitiúil. Déantar láithreacha núiclithe de na réigiúin faoi bhrú seo le haghaidh díláithrithe eitleáin bhunúsacha (BPDanna) agus lochtanna cruachta (SFanna), rud a dhéanann dochar mór d’iomláine struchtúrach agus d’iontaofacht gléas an chriostail.
  
  

2. Chun comparáid níos soiléire a dhéanamh, déantar achoimre mar seo a leanas ar thionchair an dá chineál eisíontais:

3. Meicníocht um Chosaint faoi thrí ar Chótaí Carbíde Tantalam

Chun éilliú eisíontais a bhlocáil ag a fhoinse, is réiteach teicniúil cruthaithe agus éifeachtach é sciath cairbíde tantalam (TaC) a chur ar dhromchla comhpháirteanna te-chrios na graifíte trí thaisceadh gaile ceimiceach (CVD). Baineann a phríomhfheidhmeanna le “frith-éilliú”:

Cobhsaíocht ard ceimiceach:Ní dhéantar frithghníomhartha suntasacha le gal sileacain-bhunaithe faoi thimpeallachtaí ardteochta PVT, ag seachaint féin-dhianscaoileadh nó giniúint neamhíonachtaí nua.

Tréscaoilteacht íseal:Cruthaíonn micreastruchtúr dlúth bacainn fhisiceach, rud a chuireann bac go héifeachtach ar idirleathadh amach na n-eisíontas ón tsubstráit graifíte.

Ard-íonacht intreach:Fanann an sciath cobhsaí ag teochtaí arda agus tá brú íseal gaile aige, rud a chinntíonn nach mbeidh sé ina fhoinse éillithe nua.

4. Sonraíocht Chroí-Íonachta don Chumhdach

Braitheann éifeachtacht an réitigh go hiomlán ar íonacht eisceachtúil an bhrataithe féin, ar féidir a fhíorú go beacht trí thástáil ar Mais-Speictriméadracht Urscaoilte Glow (GDMS):

5. Torthaí Feidhmchláir Phraiticiúil

Tar éis bratuithe cairbíde tantalam ardchaighdeáin a ghlacadh, is féidir feabhsuithe soiléire a thabhairt faoi deara i gcéimeanna fáis criostail chomhdhúile sileacain agus déantúsaíochta gléas:

Feabhsú cáilíochta criostail:Go ginearálta laghdaítear dlús dislocation eitleáin basal (BPD) de níos mó ná 30%, agus feabhsaítear aonfhoirmeacht friotachas wafer.

Iontaofacht feabhsaithe gléas:Léiríonn feistí cumhachta cosúil le SiC MOSFETanna a mhonaraítear ar fhoshraitheanna ard-íonachta comhsheasmhacht feabhsaithe i voltas miondealaithe agus laghdaítear rátaí teip luatha.

Leis na hairíonna ceimiceacha agus fisiceacha ard íonachta agus cobhsaí, tógann bratuithe chomhdhúile tantalam bacainn íonachta iontaofa le haghaidh criostail chomhdhúile sileacain PVT a fhástar. Athraíonn siad comhpháirteanna te-chrios - foinse fhéideartha scaoileadh eisíontais - go teorainneacha támha inrialaithe, ag feidhmiú mar phríomhtheicneolaíocht bhunúsach chun cáilíocht ábhar croí-chriostail a chinntiú agus chun tacú le olltáirgeadh feistí cairbíde sileacain ardfheidhmíochta.

San Airteagal seo chugainn, déanfaimid iniúchadh ar an gcaoi a n-uasmhéadaíonn bratuithe chomhdhúile tantalam an réimse teirmeach agus a fheabhsaíonn cáilíocht fáis criostail ó thaobh teirmidinimice de. Más mian leat tuilleadh a fhoghlaim faoin bpróiseas iniúchta íonachta brataithe iomlán, is féidir doiciméadú teicniúil mionsonraithe a fháil ar ár láithreán gréasáin oifigiúil.