Ring Canllaw cotio CVD TaC

Mae Cylch Canllaw cotio TaC CVD Semixlab wedi'i gynllunio ar gyfer y broses twf grisial sengl SiC PVT ac mae'n defnyddio technoleg dyddodiad anwedd cemegol (CVD) i ffurfio cotio tantalwm carbid (TaC) dwys iawn ar wyneb swbstrad graffit purdeb uchel. Defnyddir y cynnyrch yn y broses PVT i sicrhau ansawdd a effeithlonrwydd twf grisial sengl SiC trwy reoli'n fanwl ddosbarthiad y maes thermol a chyfeiriad llif aer y ffwrnais twf grisial sengl SiC. Yn addas ar gyfer amrywiaeth o systemau ffwrnais twf grisial sengl SiC prif ffrwd a systemau cartref, yn addas ar gyfer tymheredd uchel (> 2000°C) ac awyrgylch cyrydol cryf.

Mae gan garbid tantalwm (TaC), fel cynrychiolydd nodweddiadol o serameg tymheredd uwch-uchel, bwynt toddi o 3880 ℃, caledwch Mohs o bron i 10, dargludedd thermol rhagorol (tua 22 W/m·K) a chyfernod ehangu thermol isel (6.6 × 10-6 K-1), ac mae'r radd paru ehangu thermol gyda swbstrad graffit yn sylweddol well na gradd cotio SiC traddodiadol. Tyfwyd y cotio TaC yn yr ystod tymheredd o 1373 ~ 1673K trwy ddyddodiad anwedd cemegol (CVD) gan ddefnyddio'r system adwaith TaCl₅-C₃H₆-H₂-Ar, a oedd yn caniatáu rheolaeth gywir o drwch y cotio (50 ~ 300μm), maint y gronynnau, a chynnwys carbon rhydd. Mae'r canlyniadau'n dangos pan fydd tymheredd y dyddodiad yn cyrraedd 1573K, bod cotio TaC yn cyflwyno rhyngwyneb sinteru cryno heb graciau, ac mae'r gronynnau'n ffurfio strwythur gwrth-asgloddio parhaus trwy fondio metelegol. Mae nifer y cylchoedd gwrthsefyll sioc thermol fwy na 5 gwaith yn uwch na nifer graffit heb ei orchuddio. Cyflwynwyd dyluniad haen drawsnewid graddol, fel y strwythur cyfansawdd TaC/Ta₂O, yn y broses i leddfu ymhellach y straen rhyngwyneb rhwng yr orchudd a'r swbstrad a sicrhau ei fod yn cynnal sefydlogrwydd geometrig er gwaethaf amrywiadau tymheredd difrifol (>1000 °C/mun).

Yn y ffwrnais twf PVT, mae'r cylch Deflector wedi'i orchuddio â CVD TaC yn gyfrifol am arwain y llwybr trosglwyddo cyfnod nwy, cynnal y graddiant tymheredd echelinol, a chefnogi'r grisial hadau a'r pair deunydd crai. Mae cydrannau graffit traddodiadol yn hawdd i adweithio ag anwedd Si/C i ffurfio carbidau anweddol ar dymheredd uchel, gan arwain at erydiad arwyneb a rhyddhau amhureddau, sy'n effeithio'n uniongyrchol ar burdeb y grisial. Oherwydd ei anadweithiolrwydd cemegol eithafol, mae cotio CVD TaC yn arddangos bron yn sero adweithedd i Si, anwedd C a sgil-gynhyrchion (megis HCl) ar 2300 ℃, gan rwystro trylediad amhureddau swbstrad (Fe, Al ac elfennau metel eraill) i'r rhyngwyneb twf yn effeithiol. Mae'r data a fesurwyd yn dangos, ar ôl defnyddio'r cylch canllaw cotio TaC, bod dwysedd microdiwbynnau grisial sengl SiC 6 modfedd yn cael ei leihau i <0.5cm-2, a bod yr unffurfiaeth gwrthedd yn cynyddu o fewn ±3%, sy'n arbennig o addas ar gyfer cynhyrchu màs MOSFETs SiC uwchlaw 1200V ar gyfer modiwlau gyrru trydan cerbydau ynni newydd.

Er mwyn addasu i'r offer twf grisial sengl SiC PVT prif ffrwd, mae'r Cylch Canllaw cotio TaC CVD yn mabwysiadu dyluniad modiwlaidd. Drwy optimeiddio'r gyfradd llif rhagflaenydd a'r llwybr dyddodiad, rheolir gwyriad unffurfiaeth trwch y cotio o fewn ±3%, hyd yn oed yn wyneb strwythurau sianel llif cymhleth (megis sianel nwy troellog, haen ganolig mandyllog), gellir cyflawni gorchudd wyneb llawn. O'i gymharu â'r cotio chwistrellu neu sinter traddodiadol, mae'r broses CVD yn rhoi microgaledwch o hyd at 25GPa i'r haen TaC a chryfder bondio rhyngwyneb o > 50MPa. Ar ôl 2000 awr o weithrediad tymheredd uchel parhaus, mae'r gyfradd colli ansawdd cotio yn llai na 0.1%, sy'n ymestyn y cylch amnewid rhannau yn sylweddol. Yn ôl ystadegau, gall y llinell gynhyrchu ingot SiC sy'n defnyddio'r cylch canllaw ymestyn yr amser twf effeithiol fesul ffwrnais i fwy na 120 awr, cynyddu'r capasiti cynhyrchu blynyddol tua 18%, a lleihau'r amser segur heb ei gynllunio oherwydd methiant cydrannau 70%.

Rheoli graddiant tymheredd ffwrnais tyfu grisial sengl SiC.

Canllawiau ehangu a thwf cyfeiriadol grisial silicon carbide.

Perfformiad tymheredd uwch-uchel: gwrthiant tymheredd cotio TaC hyd at 2000°C, mae sefydlogrwydd tymheredd uchel yn well na chotio SiC traddodiadol.

Gwrthiant cyrydiad cryf: Gwrthiant rhagorol i gyfryngau cyrydol cryf fel silicon tawdd ac anwedd carbon.

Rheolaeth maes thermol fanwl gywir: unffurfiaeth cotio uchel (maint y grawn 5-15μm) i sicrhau cysondeb twf grisial sengl.

Dyluniad wedi'i addasu: Cefnogi prosesu cylch canllaw strwythur cymhleth, sy'n addas ar gyfer system twf ffwrnais grisial sengl aml-frand a hunan-ddyluniedig.