Tygiel z powłoką TaC do wzrostu kryształów AlN

Trzecia generacja materiałów półprzewodnikowych AlN należy do półprzewodników z bezpośrednią przerwą wzbronioną, jej szerokość pasma wynosi 6,2 eV, o wysokiej przewodności cieplnej, oporności, natężeniu pola przebicia, a także doskonałej stabilności chemicznej i termicznej, to nie tylko ważne światło niebieskie, materiały ultrafioletowe lub urządzenia elektroniczne i obwody scalone, ważne opakowania, materiały izolacyjne i izolacyjne dielektryczne, szczególnie w przypadku urządzeń o wysokiej temperaturze i dużej mocy. Ponadto AlN i GaN mają dobre dopasowanie termiczne i kompatybilność chemiczną, AlN stosowany jako podłoże epitaksjalne GaN może znacznie zmniejszyć gęstość defektów w urządzeniach GaN, poprawić wydajność urządzenia.

Obecnie świat ma możliwość hodowania wlewków AlN o średnicy 2 cali, ale nadal istnieje wiele problemów do rozwiązania w zakresie wzrostu kryształów o większych rozmiarach, a jednym z problemów jest materiał tygla.

Metoda PVT wzrostu kryształów AlN w środowisku o wysokiej temperaturze, zgazowanie AlN, transport w fazie gazowej i rekrystalizacja przeprowadzane są w stosunkowo zamkniętych tyglach, dlatego odporność na wysoką temperaturę, odporność na korozję i długa żywotność stały się ważnymi wskaźnikami materiałów tygla dla Wzrost kryształów AlN.

Obecnie dostępne materiały na tygle to głównie ceramika z metali ogniotrwałych W i TaC. Tygle W mają krótką żywotność ze względu na ich powolną reakcję z AlN i erozję karbonizacyjną w piecach z atmosferą C. Obecnie prawdziwe materiały tygla do wzrostu kryształów AlN skupiają się głównie na materiałach TaC, które są związkiem binarnym o najwyższej temperaturze topnienia i doskonałych właściwościach fizycznych i chemicznych, takich jak wysoka temperatura topnienia (3880 ℃), wysoka twardość Vickersa (> 9,4 GPa) i wysoki moduł sprężystości; ma doskonałą przewodność cieplną, przewodność elektryczną i odporność na korozję chemiczną (rozpuszczony tylko w mieszanym roztworze kwasu azotowego i kwasu fluorowodorowego). Zastosowanie TaC w tyglu ma dwie formy: jedna to sam tygiel TaC, a druga to powłoka ochronna tygla grafitowego.

Tygiel TaC ma zalety wysokiej czystości kryształów i małej utraty jakości, ale tygiel jest trudny do uformowania i ma wysokie koszty. Tygiel grafitowy pokryty TaC, który łączy w sobie łatwą obróbkę materiału grafitowego i niskie zanieczyszczenie tygla TaC, został preferowany przez badaczy i został z powodzeniem zastosowany do wzrostu kryształów AlN i kryształów SiC. Dzięki dalszej optymalizacji procesu powlekania TaC i poprawie jakości powłoki, firmaTygiel grafitowy pokryty TaCbędzie pierwszym wyborem dla tygla do wzrostu kryształów AlN, który ma wielką wartość badawczą w zakresie zmniejszania kosztów wzrostu kryształów AlN.