Anwendung von TaC-beschichteten Graphitteilen

TEIL/1

Tiegel, Keimhalter und Führungsring im SiC- und AIN-Einkristallofen wurden mit der PVT-Methode gezüchtet

Wie in Abbildung 2 [1] dargestellt, befindet sich bei Verwendung der physikalischen Dampftransportmethode (PVT) zur Herstellung von SiC der Impfkristall im relativ niedrigen Temperaturbereich, das SiC-Rohmaterial im relativ hohen Temperaturbereich (über 2400).℃) und das Rohmaterial zersetzt sich unter Bildung von SiXCy (hauptsächlich einschließlich Si, SiC).₂, Si₂C usw.). Das Dampfphasenmaterial wird vom Hochtemperaturbereich zum Impfkristall im Niedertemperaturbereich transportiert, fBildung von Keimen, Wachstum und Erzeugung von Einkristallen. Die in diesem Prozess verwendeten Wärmefeldmaterialien, wie Tiegel, Strömungsführungsring, Impfkristallhalter, sollten hochtemperaturbeständig sein und SiC-Rohstoffe und SiC-Einkristalle nicht verschmutzen. Ebenso müssen die Heizelemente beim Wachstum von AlN-Einkristallen beständig gegen Al-Dampf und N sein₂Korrosion und müssen eine hohe eutektische Temperatur haben (mit AlN), um die Kristallvorbereitungszeit zu verkürzen.

Es wurde festgestellt, dass SiC[2-5] und AlN[2-3] hergestellt wurdenTaC-beschichtetGraphit-Thermofeldmaterialien waren sauberer, hatten fast keinen Kohlenstoff (Sauerstoff, Stickstoff) und andere Verunreinigungen, weniger Kantendefekte, einen geringeren spezifischen Widerstand in jedem Bereich und die Mikroporendichte und Ätzgrubendichte waren deutlich reduziert (nach dem KOH-Ätzen) und die Kristallqualität wurde stark verbessert. Zusätzlich,TaC-TiegelDie Gewichtsverlustrate ist nahezu Null, das Erscheinungsbild ist zerstörungsfrei, kann recycelt werden (Lebensdauer bis zu 200 Stunden) und kann die Nachhaltigkeit und Effizienz einer solchen Einkristallpräparation verbessern.

FEIGE. 2. (a) Schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Züchten von SiC-Einkristallbarren mittels PVT-Methode
(b) ObenTaC-beschichtetSeed-Halterung (einschließlich SiC-Seed)
(C)TAC-beschichteter Graphit-Führungsring

TEIL/2

MOCVD-GaN-Epitaxieschicht-Wachstumsheizer

Wie in Abbildung 3 (a) dargestellt, handelt es sich beim MOCVD-GaN-Wachstum um eine chemische Gasphasenabscheidungstechnologie, die eine organometrische Zersetzungsreaktion nutzt, um dünne Filme durch epitaktisches Dampfwachstum zu züchten. Die Temperaturgenauigkeit und Gleichmäßigkeit im Hohlraum machen die Heizung zum wichtigsten Kernbestandteil der MOCVD-Anlage. Ob das Substrat über einen langen Zeitraum schnell und gleichmäßig erhitzt werden kann (bei wiederholtem Abkühlen), die Stabilität bei hohen Temperaturen (Beständigkeit gegen Gaskorrosion) und die Reinheit des Films wirken sich direkt auf die Qualität der Filmabscheidung, die Dickenkonsistenz, und die Leistung des Chips.

Um die Leistung und Recyclingeffizienz der Heizung im MOCVD-GaN-Wachstumssystem zu verbessern,TAC-beschichtetGraphitheizung wurde erfolgreich eingeführt. Im Vergleich zur GaN-Epitaxieschicht, die mit einem herkömmlichen Heizgerät (unter Verwendung einer pBN-Beschichtung) gewachsen ist, weist die mit einem TaC-Heizgerät gewachsene GaN-Epitaxieschicht nahezu die gleiche Kristallstruktur, Gleichmäßigkeit der Dicke, intrinsische Defekte, Dotierung mit Verunreinigungen und Verunreinigungen auf. Darüber hinaus ist dieTaC-Beschichtunghat einen niedrigen spezifischen Widerstand und einen geringen Oberflächenemissionsgrad, was die Effizienz und Gleichmäßigkeit der Heizung verbessern und dadurch den Stromverbrauch und den Wärmeverlust reduzieren kann. Die Porosität der Beschichtung kann durch Steuerung der Prozessparameter angepasst werden, um die Strahlungseigenschaften des Heizgeräts weiter zu verbessern und seine Lebensdauer zu verlängern [5]. Diese Vorteile machenTaC-beschichtetGraphitheizungen sind eine ausgezeichnete Wahl für MOCVD-GaN-Wachstumssysteme.

FEIGE. 3. (a) Schematische Darstellung eines MOCVD-Geräts für das epitaktische Wachstum von GaN
(b) Geformter TAC-beschichteter Graphitheizer, installiert im MOCVD-Aufbau, ohne Sockel und Halterung (Abbildung zeigt Sockel und Halterung im Heizzustand)
(c) TAC-beschichteter Graphitheizer nach 17-GaN-Epitaxiewachstum. [6]

TEIL/3

Beschichteter Suszeptor für die Epitaxie (Waferträger)

Der Waferträger ist eine wichtige Strukturkomponente für die Vorbereitung von SiC-, AlN-, GaN- und anderen Halbleiterwafern der dritten Klasse sowie für das epitaktische Waferwachstum. Die meisten Waferträger bestehen aus Graphit und sind mit einer SiC-Beschichtung beschichtet, um Korrosion durch Prozessgase zu widerstehen. Der epitaktische Temperaturbereich liegt zwischen 1100 und 1600 °C°C, und die Korrosionsbeständigkeit der Schutzbeschichtung spielt eine entscheidende Rolle für die Lebensdauer des Waferträgers. Die Ergebnisse zeigen, dass die Korrosionsrate von TaC in Hochtemperaturammoniak sechsmal langsamer ist als die von SiC. Bei Hochtemperatur-Wasserstoff ist die Korrosionsrate sogar mehr als zehnmal langsamer als bei SiC.

Durch Experimente wurde nachgewiesen, dass die mit TaC beschichteten Schalen eine gute Kompatibilität im Blaulicht-GaN-MOCVD-Prozess aufweisen und keine Verunreinigungen einbringen. Nach begrenzten Prozessanpassungen weisen mit TaC-Trägern gewachsene LEDs die gleiche Leistung und Gleichmäßigkeit auf wie herkömmliche SiC-Träger. Daher ist die Lebensdauer von TAC-beschichteten Paletten besser als die von Bare-Stone-Tinte undSiC-beschichtetGraphitpaletten.