Susceptor pokryty CVD TaC

W systemie MOCVD susceptor jest platformą rdzeniową, na której umieszczane są płytki podczas wzrostu epitaksjalnego. Niezwykle istotne jest utrzymanie dokładnej kontroli temperatury, stabilności chemicznej i mechanicznej w reaktywnych gazach w temperaturach powyżej 1200°C. Susceptor pokryty Semicorex CVD TaC jest w stanie to osiągnąć poprzez połączenie opracowanego podłoża grafitowego z gęstą, jednolitą warstwąpowłoka z węglika tantalu (TaC)powłoki z węglika tantalu (TaC).

Jakość TaC obejmuje jego wyjątkową twardość, odporność na korozję i stabilność termiczną. TaC ma temperaturę topnienia wyższą niż 3800 °C i jako taki jest obecnie jednym z najbardziej odpornych na temperaturę materiałów, dzięki czemu nadaje się do stosowania w reaktorach MOCVD, w

z prekursorami, które mogą być znacznie gorętsze i silnie korozyjne. ThePowłoka CVD TaCzapewnia barierę ochronną pomiędzy grafitowym susceptorem a reaktywnymi gazami, na przykład amoniakiem (NH₃) i wysoce reaktywnymi prekursorami metaloorganicznymi. Powłoka zapobiega chemicznej degradacji podłoża grafitowego, tworzeniu się cząstek w środowisku osadzania i dyfuzji zanieczyszczeń do osadzonych warstw. Działania te mają kluczowe znaczenie w przypadku wysokiej jakości folii epitaksjalnych, ponieważ mogą mieć wpływ na jakość folii.

Susceptory waflowe są krytycznymi elementami przygotowania płytek i wzrostu epitaksjalnego półprzewodników klasy III, takich jak SiC, AlN i GaN. Większość nośników płytek jest wykonana z grafitu i pokryta SiC w celu ochrony przed korozją powodowaną przez gazy procesowe. Temperatury wzrostu epitaksjalnego wahają się od 1100 do 1600°C, a odporność powłoki ochronnej na korozję ma kluczowe znaczenie dla trwałości nośnika płytki. Badania wykazały, że TaC koroduje sześciokrotnie wolniej niż SiC w wysokotemperaturowym amoniaku i ponad dziesięciokrotnie wolniej w wysokotemperaturowym wodorze.

Eksperymenty wykazały, że nośniki pokryte TaC wykazują doskonałą kompatybilność w procesie niebieskiego GaN MOCVD bez wprowadzania zanieczyszczeń. Przy ograniczonych dostosowaniach procesu diody LED hodowane przy użyciu nośników TaC wykazują wydajność i jednorodność porównywalne z diodami hodowanymi przy użyciu konwencjonalnych nośników SiC. Dlatego nośniki pokryte TaC mają dłuższą żywotność niż zarówno nośniki z gołego grafitu, jak i nośniki z grafitu pokrytego SiC.

Używaniepowłoki z węglika tantalu (TaC).może zaradzić defektom krawędzi kryształów i poprawić jakość wzrostu kryształów, co czyni ją podstawową technologią umożliwiającą osiągnięcie „szybszego, grubszego i dłuższego wzrostu”. Badania branżowe wykazały również, że tygle grafitowe pokryte węglikiem tantalu mogą osiągnąć bardziej równomierne ogrzewanie, zapewniając w ten sposób doskonałą kontrolę procesu wzrostu monokryształów SiC, a tym samym znacznie zmniejszając prawdopodobieństwo tworzenia się polikrystaliczności na krawędzi kryształu SiC.

Metoda osadzania warstwy CVD TaC pozwala uzyskać niezwykle gęstą i przylegającą powłokę. CVD TaC jest molekularnie związany z podłożem, w przeciwieństwie do powłok natryskowych lub spiekanych, z których powłoka ulegałaby rozwarstwieniu. Przekłada się to na lepszą przyczepność, gładkie wykończenie powierzchni i wysoką integralność. Powłoka jest odporna na erozję, pękanie i łuszczenie się nawet podczas wielokrotnych cykli termicznych w agresywnym środowisku procesowym. Ułatwia to dłuższą żywotność susceptora i zmniejsza koszty konserwacji i wymiany.

Susceptor pokryty CVD TaC można dostosować do szeregu konfiguracji reaktorów MOCVD, które obejmują układy poziome, pionowe i planetarne.  Dostosowanie obejmuje grubość powłoki, materiał podłoża i geometrię, co pozwala na optymalizację w zależności od warunków procesu.  Niezależnie od tego, czy chodzi o GaN, AlGaN, InGaN, czy o inne złożone materiały półprzewodnikowe, susceptor zapewnia stabilną i powtarzalną wydajność, które są niezbędne do wydajnego przetwarzania urządzeń.

Powłoka TaC zapewnia większą trwałość i czystość, ale także wzmacnia właściwości mechaniczne susceptora poprzez odporność na odkształcenia termiczne w wyniku powtarzającego się naprężenia termicznego. Właściwości mechaniczne zapewniają trwałe podparcie płytek i równowagę obrotową podczas długich przebiegów osadzania.  Co więcej, ulepszenie ułatwia stałą powtarzalność i czas pracy sprzętu.