Pete ya Mwongozo wa Upako wa TaC ya CVD

Mwongozo wa Mwongozo wa Mwongozo wa Upako wa CVD TaC wa Semixlab umeundwa kwa ajili ya mchakato wa ukuaji wa fuwele moja ya PVT SiC na hutumia teknolojia ya uwekaji wa mvuke wa kemikali (CVD) kuunda upakaji mnene sana wa tantalum carbudi (TaC) kwenye uso wa substrate ya grafiti yenye usafi wa juu. Bidhaa hutumiwa katika mchakato wa PVT ili kuhakikisha ubora wa fuwele moja ya SiC na ufanisi wa ukuaji kwa kudhibiti kwa usahihi usambazaji wa uwanja wa joto na mwelekeo wa mtiririko wa hewa wa tanuru ya ukuaji wa fuwele ya SiC. Inafaa kwa mifumo mbalimbali ya kawaida ya tanuru ya ukuaji wa fuwele ya SiC na mifumo ya kujitengenezea nyumbani, inayofaa kwa halijoto ya juu (> 2000°C) na angahewa yenye babuzi.

Tantalum CARBIDE (TaC), kama mwakilishi wa kawaida wa kauri za halijoto ya juu zaidi, ina kiwango myeyuko cha 3880 ℃, ugumu wa Mohs wa karibu 10, upitishaji bora wa mafuta (takriban 22 W/m·K) na mgawo wa upanuzi wa chini wa mafuta (6.6 × 10-6 K-1) na upanuzi wa digrii ndogo zaidi ya 6.6 × 10-6 K-1 ile ya mipako ya jadi ya SiC. Mipako ya TaC ilikuzwa katika kiwango cha joto cha 1373~1673K kwa uwekaji wa mvuke wa kemikali (CVD) kwa kutumia mfumo wa athari wa TaCl₅-C₃H₆-H₂-Ar, ambao uliruhusu udhibiti sahihi wa unene wa kupaka (50~300μm), ukubwa wa nafaka, na maudhui ya kaboni isiyolipishwa. Matokeo yanaonyesha kuwa halijoto ya uwekaji inapofikia 1573K, mipako ya TaC huwasilisha kiolesura cha kuning'inia kisicho na ufa, na nafaka huunda muundo unaoendelea wa kuzuia spalling kupitia uunganishaji wa metallurgiska. Idadi ya mizunguko ya upinzani wa mshtuko wa joto ni zaidi ya mara 5 kuliko ile ya grafiti isiyofunikwa. Muundo wa safu ya mpito ya upinde rangi, kama vile muundo wa TaC/Ta₂O, ulianzishwa katika mchakato huo ili kupunguza zaidi mkazo wa kiolesura kati ya kupaka na substrate na kuhakikisha kwamba inadumisha uthabiti wa kijiometri licha ya kushuka kwa joto kali (>1000 °C/ min).

Katika tanuru ya ukuaji ya PVT, pete ya CVD TaC iliyofunikwa ya Deflector ina jukumu la kuongoza njia ya upitishaji wa awamu ya gesi, kudumisha upenyo wa joto la axial, na kuunga mkono kioo cha mbegu na crucible ya malighafi. Vipengee vya jadi vya grafiti ni rahisi kuguswa na mvuke wa Si/C ili kuunda carbudi tete katika joto la juu, na kusababisha mmomonyoko wa uso na kutolewa kwa uchafu, ambayo huathiri moja kwa moja usafi wa kioo. Kutokana na hali yake ya kupindukia ya kemikali, mipako ya CVD TaC huonyesha utendakazi karibu sufuri kwa Si, C mvuke na bidhaa zinazotoka nje (kama vile HCl) saa 2300 ℃, ikizuia kwa ufanisi uenezaji wa uchafu wa substrate (Fe, Al na vipengele vingine vya chuma) kwenye kiolesura cha ukuaji. Data iliyopimwa inaonyesha kwamba baada ya pete ya mwongozo wa mipako ya TaC kutumika, wiani wa mikrotubule ya kioo cha inchi 6 SiC hupunguzwa hadi <0.5cm-2, na usawa wa kupinga huongezeka hadi ndani ya ± 3%, ambayo inafaa hasa kwa uzalishaji wa wingi wa SiC MOSFETs zaidi ya 1200V kwa modules za kuendesha umeme za magari mapya ya nishati.

Ili kukabiliana na vifaa vya kawaida vya ukuaji wa fuwele za PVT SiC, Gonga la Mwongozo wa Upakaji wa TaC wa CVD hutumia muundo wa kawaida. Kwa kuboresha kiwango cha mtiririko wa mtangulizi na njia ya utuaji, kupotoka kwa usawa wa unene wa mipako kunadhibitiwa ndani ya ± 3%, hata katika uso wa miundo changamano ya mkondo wa mtiririko (kama vile chaneli ya gesi ya ond, safu ya kati ya vinyweleo), chanjo kamili ya uso inaweza kupatikana. Ikilinganishwa na dawa ya kitamaduni au mipako ya sintered, mchakato wa CVD huipa safu ya TaC ugumu mdogo wa hadi 25GPa na nguvu ya kuunganisha kiolesura ya > 50MPa. Baada ya masaa 2000 ya operesheni inayoendelea ya joto la juu, kiwango cha kupoteza ubora wa mipako ni chini ya 0.1%, ambayo huongeza kwa kiasi kikubwa mzunguko wa uingizwaji wa sehemu. Kulingana na takwimu, laini ya uzalishaji wa ingot ya SiC kwa kutumia pete ya mwongozo inaweza kuongeza muda wa ukuaji wa ufanisi kwa tanuru hadi zaidi ya saa 120, kuongeza uwezo wa uzalishaji wa kila mwaka kwa karibu 18%, na kupunguza muda usiopangwa kwa sababu ya kushindwa kwa sehemu kwa 70%.

Udhibiti wa kiwango cha joto cha tanuru ya kukuza fuwele ya SiC.

Upanuzi wa fuwele ya kaboni ya silicon na mwongozo wa ukuaji wa mwelekeo.

Utendaji wa halijoto ya juu sana: Ustahimilivu wa halijoto ya mipako ya TaC hadi 2000°C, uthabiti wa halijoto ya juu ni bora kuliko mipako ya jadi ya SiC.

Ustahimilivu mkubwa wa kutu: Ustahimilivu bora kwa vyombo vya habari vikali kama vile silikoni iliyoyeyuka na mvuke wa kaboni.

Udhibiti sahihi wa uwanja wa mafuta: usawa wa mipako ya juu (ukubwa wa nafaka 5-15μm) ili kuhakikisha uthabiti wa ukuaji wa fuwele moja.

Muundo uliogeuzwa kukufaa: Kusaidia uchakataji wa pete za muundo tata, zinazofaa kwa chapa nyingi na mfumo ulioundwa binafsi wa ukuaji wa tanuru moja ya fuwele.