Perché il rivestimento in carburo di tantalio (TaC) è superiore al rivestimento in carburo di silicio (SiC) nella crescita del singolo cristallo SiC? - Semiconduttore VeTek

Come tutti sappiamo, SIC Single Crystal, come materiale a semiconduttore di terza generazione con prestazioni eccellenti, occupa una posizione fondamentale nell'elaborazione dei semiconduttori e nei campi correlati. Al fine di migliorare la qualità e la resa dei prodotti a cristallo singolo SIC, oltre alla necessità di un adattoprocesso di crescita del singolo cristallo, a causa della sua temperatura di crescita a cristallo singolo di oltre 2400 ℃, l'attrezzatura di processo, in particolare il vassoio di grafite necessario per la crescita di cristalli singoli SIC e il crogiolo di grafite nel forno di crescita a singolo cristallo SIC e altre parti di grafite correlate hanno requisiti estremamente rigorosi per la pulizia della pulizia . 

Le impurità introdotte da queste parti di grafite nel monocristallo SiC devono essere controllate al di sotto del livello di ppm. Pertanto, sulla superficie di queste parti in grafite è necessario preparare un rivestimento antinquinamento resistente alle alte temperature. Altrimenti, a causa della debole forza del legame intercristallino e delle impurità, la grafite può facilmente causare la contaminazione dei singoli cristalli di SiC.

Le ceramiche TaC hanno un punto di fusione fino a 3880°C, elevata durezza (durezza Mohs 9-10), grande conduttività termica (22 W·m^-1· K⁻¹) e coefficiente di espansione termica piccola (6,6 × 10⁻⁶K⁻¹). Presentano eccellenti stabilità termochimica e eccellenti proprietà fisiche e hanno una buona compatibilità chimica e meccanica con grafite eCompositi C/C.. Sono materiali di rivestimento antinquinamento ideali per le parti in grafite necessarie per la crescita del singolo cristallo SiC.

Rispetto alla ceramica TaC, i rivestimenti SiC sono più adatti per l'uso in scenari inferiori a 1800°C e vengono solitamente utilizzati per vari vassoi epitassiali, tipicamente vassoi epitassiali LED e vassoi epitassiali in silicio monocristallino.

Attraverso specifiche analisi comparative,rivestimento in carburo di tantalum (TAC)è superiore arivestimento in carburo di silicio (SiC).Nel processo di crescita del cristallo singolo SIC, 

Principalmente nei seguenti aspetti:

●  Resistenza alle alte temperature:

Il rivestimento TaC ha una stabilità termica più elevata (punto di fusione fino a 3880°C), mentre il rivestimento SiC è più adatto per ambienti a bassa temperatura (sotto 1800°C). Ciò determina anche che nella crescita del singolo cristallo SiC, il rivestimento TaC può resistere pienamente alla temperatura estremamente elevata (fino a 2400°C) richiesta dal processo di trasporto fisico del vapore (PVT) della crescita dei cristalli SiC.

● Stabilità termica e stabilità chimica:

Rispetto al rivestimento SiC, il TaC presenta una maggiore inerzia chimica e resistenza alla corrosione. Ciò è essenziale per prevenire la reazione con i materiali del crogiolo e mantenere la purezza del cristallo in crescita. Allo stesso tempo, la grafite rivestita in TaC ha una migliore resistenza alla corrosione chimica rispetto alla grafite rivestita in SiC, può essere utilizzata stabilmente a temperature elevate di 2600° e non reagisce con molti elementi metallici. È il miglior rivestimento negli scenari di crescita del cristallo singolo e di incisione dei wafer dei semiconduttori di terza generazione. Questa inerzia chimica migliora significativamente il controllo della temperatura e delle impurità nel processo e prepara wafer in carburo di silicio di alta qualità e relativi wafer epitassiali. È particolarmente adatto per le apparecchiature MOCVD per la crescita di cristalli singoli GaN o AiN e per le apparecchiature PVT per la crescita di cristalli singoli SiC e la qualità dei singoli cristalli cresciuti è notevolmente migliorata.

● Ridurre le impurità:

Il rivestimento TAC aiuta a limitare l'incorporazione di impurità (come l'azoto), che possono causare difetti come i microtubi nei cristalli SIC. Secondo la ricerca dell'Università dell'Europa orientale in Corea del Sud, la principale impurità nella crescita dei cristalli SIC è azoto e i crogioli di grafite rivestiti in carburo di Tantalum possono limitare effettivamente l'incorporazione dell'azoto dei cristalli SIC, riducendo così la generazione di difetti come i microtubi come i microtubi e migliorare la qualità dei cristalli. Gli studi hanno dimostrato che nelle stesse condizioni, le concentrazioni portanti di wafer SiC coltivati ​​nei tradizionali crogioli di grafite di rivestimento SiC e crogioli di rivestimento TAC sono circa 4,5 × 10¹⁷/cm e 7,6×10¹⁵/CM, rispettivamente.

●  Ridurre i costi di produzione:

Attualmente, il costo dei cristalli SIC è rimasto elevato, di cui il costo dei materiali di consumo di grafite rappresenta circa il 30%. La chiave per ridurre il costo dei materiali di grafite è aumentare la sua durata di servizio. Secondo i dati del team di ricerca britannico, il rivestimento in carburo di Tantalum può prolungare la durata delle parti di grafite del 35-55%. Sulla base di questo calcolo, la sostituzione solo della grafite rivestita in carburo di Tantalum può ridurre il costo dei cristalli SIC del 12%-18%.

Riepilogo

Confronto di strato TAC e strato SIC con resistenza ad alta temperatura, proprietà termiche, proprietà chimiche, riduzione della qualità, diminuzione della produzione, bassa produzione, ecc. Proprietà fisiche angolari, descrizione completa della bellezza dello strato di strato SIC (TAC) sul livello di produzione di cristalli SIC SIC. irregolabilità.

Perché scegliere il semiconduttore VeTek?

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