AlN Kristal Büyümesi için TaC Kaplama Potası

Üçüncü nesil yarı iletken malzemeler AlN, doğrudan bant aralığı yarı iletkenine aittir, 6,2 eV bant genişliği, yüksek termal iletkenlik, direnç, arıza alanı kuvvetinin yanı sıra mükemmel kimyasal ve termal stabiliteye sahiptir, sadece önemli bir mavi ışık, ultraviyole malzeme değildir. veya elektronik cihazlar ve entegre devreler, özellikle yüksek sıcaklıktaki yüksek güçlü cihazlar için önemli ambalajlama, dielektrik izolasyon ve yalıtım malzemeleri. Ek olarak, AlN ve GaN iyi bir termal eşleşmeye ve kimyasal uyumluluğa sahiptir; GaN epitaksiyel substrat olarak kullanılan AlN, GaN cihazlarındaki kusur yoğunluğunu önemli ölçüde azaltabilir, cihaz performansını artırabilir.

Şu anda dünya 2 inç çapında AlN külçeleri büyütme yeteneğine sahip ancak daha büyük boyutlu kristallerin büyümesi için hala çözülmesi gereken birçok sorun var ve pota malzemesi de sorunlardan biri.

Yüksek sıcaklık ortamında AlN kristal büyütmenin PVT yöntemi, AlN gazlaştırma, gaz fazında taşıma ve yeniden kristalleştirme faaliyetleri nispeten kapalı potalarda gerçekleştirilir, bu nedenle yüksek sıcaklık direnci, korozyon direnci ve uzun servis ömrü pota malzemelerinin önemli göstergeleri haline gelmiştir. AlN kristal büyümesi.

Şu anda mevcut olan pota malzemeleri çoğunlukla refrakter metal W ve TaC seramikleridir. W potaları, AlN ile yavaş reaksiyona girmeleri ve C atmosferli fırınlarda karbonizasyon erozyonu nedeniyle kısa pota ömrüne sahiptir. Şu anda, gerçek AlN kristal büyütme potası malzemeleri esas olarak yüksek erime noktası (3,880 ℉), yüksek Vickers sertliği (>9,4) gibi mükemmel fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip en yüksek erime noktasına sahip ikili bir bileşik olan TaC malzemelerine odaklanmaktadır. GPa) ve yüksek elastikiyet modülü; mükemmel ısı iletkenliğine, elektrik iletkenliğine ve kimyasal korozyona karşı dirence sahiptir (yalnızca nitrik asit ve hidroflorik asitten oluşan karışık bir çözelti içinde çözülür). TaC'nin potaya uygulanmasının iki şekli vardır: biri TaC potasının kendisidir, diğeri ise grafit potanın koruyucu kaplamasıdır.

TaC potası, yüksek kristal saflığı ve küçük kalite kaybı gibi avantajlara sahiptir, ancak potanın oluşturulması zordur ve maliyeti yüksektir. Grafit malzemenin kolay işlenmesini ve TaC potasının düşük kontaminasyonunu birleştiren TaC kaplı grafit pota, araştırmacılar tarafından tercih edilmiş ve AlN kristallerinin ve SiC kristallerinin büyümesine başarıyla uygulanmıştır. TaC kaplama sürecini daha da optimize ederek ve kaplama kalitesini geliştirerek,TaC kaplı grafit potaAlN kristal büyütme maliyetini azaltmak için büyük araştırma değeri olan AlN kristal büyütme potası için ilk tercih olacaktır.