TaC-pinnoitusupokas AlN-kiteiden kasvattamiseen

Kolmannen sukupolven puolijohdemateriaalit AlN kuuluu suorakaistaiseen puolijohteeseen, sen 6,2 eV:n kaistanleveys, korkea lämmönjohtavuus, resistiivisyys, läpilyöntikentän voimakkuus sekä erinomainen kemiallinen ja lämpöstabiilisuus, ei ole vain tärkeä sininen valo, ultraviolettimateriaalit , tai elektroniset laitteet ja integroidut piirit, tärkeät pakkaukset, dielektriset eristys- ja eristysmateriaalit, erityisesti korkean lämpötilan suuritehoisille laitteille. Lisäksi AlN:lla ja GaN:lla on hyvä lämpösovitus ja kemiallinen yhteensopivuus, GaN-epitaksiaalisubstraattina käytetty AlN voi vähentää merkittävästi GaN-laitteiden vikatiheyttä ja parantaa laitteen suorituskykyä.

Tällä hetkellä maailmassa on kyky kasvattaa halkaisijaltaan 2 tuuman AlN-harkkoja, mutta suurempien kiteiden kasvattamiseen on vielä monia ongelmia ratkaistava, ja upokkaan materiaali on yksi ongelmista.

PVT-menetelmä AlN-kiteiden kasvattamiseen korkean lämpötilan ympäristössä, AlN-kaasutus, kaasufaasisiirto- ja uudelleenkiteytystoiminnot suoritetaan suhteellisen suljetuissa upokkaissa, joten korkean lämpötilan kestävyydestä, korroosionkestävyydestä ja pitkästä käyttöiästä on tullut upokkaiden materiaalien tärkeitä indikaattoreita. AlN-kidekasvu.

Tällä hetkellä saatavilla olevat upokkaiden materiaalit ovat pääasiassa tulenkestäviä metallisia W- ja TaC-keramiikkaa. W-upokkaiden käyttöikä on lyhyt, koska ne reagoivat hitaasti AlN:n kanssa ja hiiltymiseroosiota C-ilmakehän uuneissa. Tällä hetkellä todelliset AlN-kidekasvatusupokkaiden materiaalit keskittyvät pääasiassa TaC-materiaaleihin, jotka ovat binääriyhdisteitä, joilla on korkein sulamispiste ja erinomaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, kuten korkea sulamispiste (3 880 ℃), korkea Vickers-kovuus (＞9,4). GPa) ja korkea kimmomoduuli; sillä on erinomainen lämmönjohtavuus, sähkönjohtavuus ja kemiallisen korroosionkestävyys (liuotettu vain typpihapon ja fluorivetyhapon sekoitettuun liuokseen). TaC:n levittämistä upokkaan on kaksi muotoa: toinen on itse TaC-upokas ja toinen on grafiittiupokkaan suojapinnoite.

TaC-upokkaan etuna on korkea kidepuhtaus ja pieni laatuhäviö, mutta upokas on vaikea muodostaa ja sen hinta on korkea. TaC-pinnoitettu grafiittiupokas, jossa yhdistyvät grafiittimateriaalin helppo käsittely ja TaC-upokkaan alhainen kontaminaatio, on ollut tutkijoiden suosiossa ja sitä on sovellettu menestyksekkäästi AlN-kiteiden ja SiC-kiteiden kasvattamiseen. Optimoimalla TaC-pinnoitusprosessia ja parantamalla pinnoitteen laatuaTaC-pinnoitettu grafiittiupokastulee olemaan ensimmäinen valinta AlN-kidekasvatusupokkaalle, jolla on suuri tutkimusarvo AlN-kidekasvatuskustannusten vähentämisessä.