TaC kattetiigel AlN kristalli kasvatamiseks

Kolmas põlvkond pooljuhtmaterjalid AlN kuulub otsese ribalaiusega pooljuhtide hulka, selle ribalaius on 6,2 eV, kõrge soojusjuhtivuse, eritakistuse, läbilöögiväljatugevuse ning suurepärase keemilise ja termilise stabiilsusega, ei ole mitte ainult oluline sinine valgus, ultraviolettmaterjalid. või elektroonikaseadmed ja integraallülitused, olulised pakendid, dielektrilised isolatsiooni- ja isolatsioonimaterjalid, eriti kõrge temperatuuriga suure võimsusega seadmete jaoks. Lisaks on AlN-l ja GaN-il hea termiline sobivus ja keemiline ühilduvus, GaN-i epitaksiaalse substraadina kasutatav AlN võib märkimisväärselt vähendada GaN-seadmete defektide tihedust ja parandada seadme jõudlust.

Praegu on maailmas võimalus kasvatada 2-tollise läbimõõduga AlN valuplokke, kuid suuremate kristallide kasvatamiseks on veel palju probleeme, mis tuleb lahendada ja tiigli materjal on üks probleeme.

PVT meetod AlN kristallide kasvatamiseks kõrge temperatuuriga keskkonnas, AlN gaasistamine, gaasifaasi transport ja ümberkristallimine viiakse läbi suhteliselt suletud tiiglites, seega on kõrge temperatuurikindlus, korrosioonikindlus ja pikk kasutusiga muutunud tiigli materjalide olulisteks näitajateks. AlN kristallide kasv.

Praegu saadaval olevad tiigli materjalid on peamiselt tulekindlad metallid W ja TaC keraamika. W-tiiglitel on lühike tiigli eluiga, kuna need reageerivad aeglaselt AlN-ga ja karboniseerumise erosiooniga C-atmosfääri ahjudes. Praegu on tõelised AlN kristallide kasvutiigli materjalid peamiselt keskendunud TaC materjalidele, mis on kõrgeima sulamistemperatuuriga kahekomponentne ühend, millel on suurepärased füüsikalised ja keemilised omadused, nagu kõrge sulamistemperatuur (3880 ℃), kõrge Vickersi kõvadus (＞9,4). GPa) ja kõrge elastsusmoodul; sellel on suurepärane soojusjuhtivus, elektrijuhtivus ja vastupidavus keemilisele korrosioonile (lahustatakse ainult lämmastikhappe ja vesinikfluoriidhappe segus). TaC tiiglisse kandmisel on kaks vormi: üks on TaC tiigel ise ja teine ​​on grafiittiigli kaitsekate.

TaC tiigli eelisteks on kõrge kristallpuhtus ja väike kvaliteedikadu, kuid tiiglit on raske moodustada ja selle hind on kõrge. TaC-kattega grafiittiigel, mis ühendab endas grafiitmaterjali lihtsa töötlemise ja TaC-tiigli vähese saastumise, on olnud teadlaste poolt eelistatud ning seda on edukalt rakendatud AlN-kristallide ja SiC-kristallide kasvatamisel. TaC katmisprotsessi veelgi optimeerides ja katte kvaliteeti parandades,TaC-kattega grafiittiigelon esimene valik AlN kristallide kasvutiigli jaoks, millel on suur uurimisväärtus AlN kristallide kasvatamise kulude vähendamiseks.