TaC-beleggsdigel for AlN-krystallvekst

Den tredje generasjonen av halvledermaterialer AlN tilhører den direkte båndgap-halvlederen, dens båndbredde på 6,2 eV, med høy termisk ledningsevne, resistivitet, nedbrytningsfeltstyrke, samt utmerket kjemisk og termisk stabilitet, er ikke bare et viktig blått lys, ultrafiolett materiale , eller elektroniske enheter og integrerte kretser, viktig emballasje, dielektrisk isolasjon og isolasjonsmaterialer, spesielt for høytemperaturenheter med høy effekt. I tillegg har AlN og GaN en god termisk match og kjemisk kompatibilitet, AlN brukt som GaN epitaksialt substrat, kan redusere defekttettheten i GaN-enheter betydelig, forbedre enhetens ytelse.

For tiden har verden evnen til å dyrke AlN-barrer med en diameter på 2 tommer, men det er fortsatt mange problemer som må løses for veksten av større krystaller, og digelmaterialet er et av problemene.

PVT-metoden for AlN-krystallvekst i et høytemperaturmiljø, AlN-gassifisering, gassfasetransport og rekrystalliseringsaktiviteter utføres i relativt lukkede digler, så høy temperaturbestandighet, korrosjonsbestandighet og lang levetid har blitt viktige indikatorer på digelmaterialer for AlN krystallvekst.

For tiden tilgjengelige digelmaterialer er hovedsakelig ildfast metall W og TaC keramikk. W-digler har kort levetid for digel på grunn av deres langsomme reaksjon med AlN og karboniseringserosjon i C-atmosfæreovner. For tiden er de virkelige AlN-krystallvekstdegelmaterialene hovedsakelig fokusert på TaC-materialer, som er en binær forbindelse med det høyeste smeltepunktet med utmerkede fysiske og kjemiske egenskaper, for eksempel høyt smeltepunkt (3880 ℃), høy Vickers-hardhet (＞9,4) GPa) og høy elastisitetsmodul; den har utmerket termisk ledningsevne, elektrisk ledningsevne og motstand mot kjemisk korrosjon (kun oppløst i en blandet løsning av salpetersyre og flussyre). Påføringen av TaC i digel har to former: den ene er selve TaC-digelen og den andre er som beskyttende belegg av grafittdigel.

TaC-digelen har fordelene med høy krystallrenhet og lite kvalitetstap, men digelen er vanskelig å forme og har høye kostnader. Den TaC-belagte grafittdigelen, som kombinerer enkel bearbeiding av grafittmateriale og den lave forurensningen av TaC-digelen, har blitt foretrukket av forskerne og har blitt brukt med suksess på veksten av AlN-krystaller og SiC-krystaller. Ved å optimalisere TaC-beleggsprosessen ytterligere og forbedre belegningskvaliteten, kanTaC-belagt grafittdigelvil være førstevalget for AlN krystallvekstdigel, som er av stor forskningsverdi for å redusere kostnadene ved AlN krystallvekst.