TaC დაფარული გრაფიტის ნაწილების გამოყენება

ნაწილი/1

ჭურჭელი, თესლის დამჭერი და სახელმძღვანელო რგოლი SiC და AIN ერთკრისტალურ ღუმელში გაიზარდა PVT მეთოდით

როგორც ნაჩვენებია სურათზე 2 [1], როდესაც ფიზიკური ორთქლის ტრანსპორტირების მეთოდი (PVT) გამოიყენება SiC-ის მოსამზადებლად, თესლის კრისტალი შედარებით დაბალ ტემპერატურულ რეგიონშია, SiC ნედლეული შედარებით მაღალი ტემპერატურის რეგიონშია (2400-ზე მეტი).℃) და ნედლეული იშლება SiXCy-ის წარმოქმნით (ძირითადად Si, SiC-ის ჩათვლით₂, სი₂C და ა.შ.). ორთქლის ფაზის მასალა ტრანსპორტირდება მაღალი ტემპერატურის რეგიონიდან თესლის კრისტალში დაბალი ტემპერატურის რეგიონში, fთესლის ბირთვების ჩამოყალიბება, ერთკრისტალების ზრდა და წარმოქმნა. ამ პროცესში გამოყენებული თერმული ველის მასალები, როგორიცაა ჭურჭელი, ნაკადის სახელმძღვანელო რგოლი, თესლის ბროლის დამჭერი, უნდა იყოს მდგრადი მაღალი ტემპერატურის მიმართ და არ დააბინძურებს SiC ნედლეულს და SiC ერთკრისტალებს. ანალოგიურად, AlN ერთკრისტალების ზრდისას გამაცხელებელი ელემენტები უნდა იყოს მდგრადი Al ორთქლის მიმართ, N.₂კოროზია და უნდა ჰქონდეს მაღალი ევტექტიკური ტემპერატურა (თან AlN) ბროლის მომზადების პერიოდის შესამცირებლად.

აღმოჩნდა, რომ SiC[2-5] და AlN[2-3] მიერ მომზადებულიTaC დაფარულიგრაფიტის თერმული ველის მასალები იყო უფრო სუფთა, თითქმის არ იყო ნახშირბადი (ჟანგბადი, აზოტი) და სხვა მინარევები, ნაკლები დეფექტები, მცირე წინაღობა თითოეულ რეგიონში და მიკროფორების სიმკვრივე და ამოღების ორმოს სიმკვრივე მნიშვნელოვნად შემცირდა (KOH აკრიფის შემდეგ) და კრისტალების ხარისხი. მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა. გარდა ამისა,TaC ჭურჭელიწონის დაკლების მაჩვენებელი თითქმის ნულის ტოლია, გარეგნობა არ არის დესტრუქციული, შეიძლება გადამუშავდეს (ხანგრძლივობა 200 სთ-მდე), შეუძლია გააუმჯობესოს ასეთი ერთკრისტალური პრეპარატის მდგრადობა და ეფექტურობა.

ნახ. 2. (ა) PVT მეთოდით SiC ერთკრისტალური ღეროების ზრდის მოწყობილობის სქემატური დიაგრამა
(ბ) ზედაTaC დაფარულითესლის ფრჩხილი (SiC თესლის ჩათვლით)
(c)TAC დაფარული გრაფიტის სახელმძღვანელო ბეჭედი

ნაწილი/2

MOCVD GaN ეპიტაქსიალური ფენის მზარდი გამათბობელი

როგორც 3 (a) სურათზეა ნაჩვენები, MOCVD GaN-ის ზრდა არის ქიმიური ორთქლის დეპონირების ტექნოლოგია, რომელიც იყენებს ორგანომეტრიული დაშლის რეაქციას თხელი ფენების გასაზრდელად ორთქლის ეპიტაქსიური ზრდის გზით. ტემპერატურის სიზუსტე და ერთგვაროვნება ღრუში აქცევს გამათბობელს MOCVD აღჭურვილობის ყველაზე მნიშვნელოვან ძირითად კომპონენტად. შესაძლებელია თუ არა სუბსტრატის გაცხელება სწრაფად და თანაბრად დიდი ხნის განმავლობაში (განმეორებითი გაგრილების პირობებში), სტაბილურობა მაღალ ტემპერატურაზე (გაზის კოროზიის წინააღმდეგობა) და ფილმის სისუფთავე პირდაპირ გავლენას მოახდენს ფილმის დეპონირების ხარისხზე, სისქის კონსისტენციაზე. და ჩიპის შესრულება.

MOCVD GaN ზრდის სისტემაში გამათბობელის მუშაობის და გადამუშავების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად,TAC დაფარულიწარმატებით დაინერგა გრაფიტის გამათბობელი. ჩვეულებრივი გამათბობლით გაზრდილ GaN-ის ეპიტაქსიალურ ფენასთან შედარებით (pBN საფარის გამოყენებით), TaC გამათბობლით გაზრდილ GaN ეპიტაქსიალურ ფენას აქვს თითქმის იგივე კრისტალური სტრუქტურა, სისქის ერთგვაროვნება, შინაგანი დეფექტები, მინარევების დოპინგი და დაბინძურება. გარდა ამისა,TaC საფარიაქვს დაბალი წინაღობა და დაბალი ზედაპირის გამოსხივება, რამაც შეიძლება გააუმჯობესოს გამათბობლის ეფექტურობა და ერთგვაროვნება, რითაც ამცირებს ენერგიის მოხმარებას და სითბოს დაკარგვას. საფარის ფორიანობა შეიძლება დარეგულირდეს პროცესის პარამეტრების კონტროლით გამათბობელის რადიაციის მახასიათებლების შემდგომი გასაუმჯობესებლად და მისი მომსახურების ვადის გახანგრძლივების მიზნით [5]. ეს უპირატესობები ქმნისTaC დაფარულიგრაფიტის გამათბობლები შესანიშნავი არჩევანია MOCVD GaN ზრდის სისტემებისთვის.

ნახ. 3. (ა) MOCVD მოწყობილობის სქემატური დიაგრამა GaN ეპიტაქსიალური ზრდისთვის
(ბ) ჩამოსხმული TAC-დაფარული გრაფიტის გამათბობელი დამონტაჟებული MOCVD-ის კონფიგურაციაში, ძირისა და სამაგრის გამოკლებით (ილუსტრაცია გვიჩვენებს ფუძესა და სამაგრს გათბობაში)
(გ) TAC-დაფარული გრაფიტის გამაცხელებელი 17 GaN ეპიტაქსიალური ზრდის შემდეგ. [6]

ნაწილი/3

დაფარული მგრძნობელობა ეპიტაქსიისთვის (ვაფლის მატარებელი)

ვაფლის მატარებელი არის მნიშვნელოვანი სტრუქტურული კომპონენტი SiC, AlN, GaN და სხვა მესამე კლასის ნახევარგამტარული ვაფლების მოსამზადებლად და ეპიტაქსიალური ვაფლის ზრდისთვის. ვაფლის მატარებლების უმეტესობა დამზადებულია გრაფიტისაგან და დაფარულია SiC საფარით, რათა გაუძლოს კოროზიას პროცესის აირებისგან, ეპიტაქსიალური ტემპერატურის დიაპაზონით 1100-დან 1600-მდე.°C და დამცავი საფარის კოროზიის წინააღმდეგობა გადამწყვეტ როლს თამაშობს ვაფლის მატარებლის სიცოცხლეში. შედეგები აჩვენებს, რომ TaC-ის კოროზიის სიჩქარე 6-ჯერ უფრო ნელია, ვიდრე SiC მაღალი ტემპერატურის ამიაკში. მაღალი ტემპერატურის წყალბადში, კოროზიის სიჩქარე 10-ჯერ უფრო ნელია, ვიდრე SiC.

ექსპერიმენტებით დადასტურდა, რომ TaC-ით დაფარული უჯრები ავლენენ კარგ თავსებადობას ლურჯ შუქზე GaN MOCVD პროცესში და არ შემოაქვს მინარევები. შეზღუდული პროცესის კორექტირების შემდეგ, TaC მატარებლების გამოყენებით გაზრდილი LED-ები აჩვენებენ იგივე შესრულებას და ერთგვაროვნებას, როგორც ჩვეულებრივი SiC მატარებლები. ამიტომ, TAC-ით დაფარული პალეტების მომსახურების ვადა უკეთესია, ვიდრე შიშველი ქვის მელნისა დაSiC დაფარულიგრაფიტის პალეტები.