CVD TaC-kattega sustseptor

MOCVD-süsteemis on sustseptor põhiplatvorm, millele vahvlid asetatakse epitaksiaalse kasvu ajal. On ülioluline, et temperatuuridel üle 1200 °C säiliks täpne temperatuuri reguleerimine, keemiline stabiilsus ja mehaaniline stabiilsus reaktiivsetes gaasides. Semicorex CVD TaC-ga kaetud sustseptor on võimeline seda saavutama, kombineerides konstrueeritud grafiidist substraadi tiheda ja ühtlase pinnaga.tantaalkarbiidi kate (TaC)valmistatud keemilise aurustamise-sadestamise (CVD) teel.

TaC kvaliteet hõlmab selle erakordset kõvadust, korrosioonikindlust ja termilist stabiilsust. TaC sulamistemperatuur on üle 3800 °C ja sellisena on see tänapäeval üks kõige temperatuurikindlamaid materjale, mistõttu sobib see kasutamiseks MOCVD reaktorites, w

eelkäijad, mis võivad olla palju kuumemad ja väga söövitavad. TheCVD TaC katepakub kaitsebarjääri grafiidisustseptori ja reaktiivsete gaaside, näiteks ammoniaagi (NH₃) ja väga reaktsioonivõimeliste metallorgaaniliste lähteainete vahel. Kate takistab grafiidist substraadi keemilist lagunemist, tahkete osakeste teket sadestamiskeskkonnas ja lisandite difusiooni sadestatud kiledesse. Need toimingud on kvaliteetse epitaksiaalfilmi jaoks üliolulised, kuna need võivad mõjutada filmi kvaliteeti.

Vahvli sustseptorid on kriitilised komponendid vahvlite ettevalmistamisel ja III klassi pooljuhtide, nagu SiC, AlN ja GaN, epitaksiaalsel kasvatamisel. Enamik vahvlikandjaid on valmistatud grafiidist ja kaetud SiC-ga, et kaitsta protsessigaaside korrosiooni eest. Epitaksiaalse kasvu temperatuurid jäävad vahemikku 1100–1600 °C ja kaitsekatte korrosioonikindlus on vahvlikandja pikaealisuse seisukohalt ülioluline. Uuringud on näidanud, et TaC korrodeerub kuus korda aeglasemalt kui SiC kõrgel temperatuuril ammoniaagis ja üle kümne korra aeglasemalt kõrgel temperatuuril vesinikus.

Katsed on näidanud, et TaC-ga kaetud kandjatel on suurepärane ühilduvus sinise GaN MOCVD protsessiga ilma lisandeid lisamata. Piiratud protsessi reguleerimisega on TaC kandjatega kasvatatud LED-ide jõudlus ja ühtlus võrreldav tavaliste ränikarbiidi kandjatega kasvatatavatega. Seetõttu on TaC-kattega kanduritel pikem eluiga kui nii palja grafiidi kui ka SiC-ga kaetud grafiidikandjatel.

Kasutadestantaalkarbiidi (TaC) pinnakattedvõib lahendada kristallide servade defekte ja parandada kristallide kasvu kvaliteeti, muutes selle põhitehnoloogiaks "kiirema, paksema ja pikema kasvu saavutamiseks". Tööstusuuringud on samuti näidanud, et tantaalkarbiidiga kaetud grafiittiiglid võivad saavutada ühtlasema kuumutamise, tagades seeläbi suurepärase protsessijuhtimise SiC monokristallide kasvu jaoks, vähendades seeläbi oluliselt polükristallilise moodustumise tõenäosust SiC kristalli servas.

TaC CVD-kihisadestamise meetod annab äärmiselt tiheda ja kleepuva katte. CVD TaC on molekulaarselt seotud substraadiga, erinevalt pihustatud või paagutatud katetest, millest kate võib delamineerida. See tähendab paremat haardumist, sileda pinnaviimistlust ja kõrget terviklikkust. Kate talub erosiooni, pragunemist ja koorumist isegi siis, kui seda korduvalt termiliselt töödeldakse agressiivses protsessikeskkonnas. See hõlbustab sustseptori pikemat kasutusiga ning vähendab hooldus- ja asenduskulusid.

CVD TaC-kattega sustseptorit saab kohandada nii, et see sobiks paljude MOCVD-reaktori konfiguratsioonidega, mis hõlmavad horisontaalseid, vertikaalseid ja planetaarseid süsteeme.  Kohandamine hõlmab katte paksust, substraadi materjali ja geomeetriat, mis võimaldab optimeerimist sõltuvalt protsessi tingimustest.  Kas GaN, AlGaN, InGaN või muude liitpooljuhtmaterjalide puhul tagab sustseptor stabiilse ja korratava jõudluse, mis mõlemad on suure jõudlusega seadmete töötlemiseks hädavajalikud.

TaC-kate pakub suuremat vastupidavust ja puhtust, kuid tugevdab ka sustseptori mehaanilisi omadusi, olles vastupidav korduvatest termilistest pingetest tingitud termilisele deformatsioonile. Mehaanilised omadused tagavad vahvlite püsiva toe ja pöörleva tasakaalu pikkade ladestuskäikude ajal.  Lisaks hõlbustab täiustus pidevat reprodutseeritavust ja seadmete tööaega.