لماذا يتفوق طلاء كربيد التنتالوم (TaC) على طلاء كربيد السيليكون (SiC) في نمو بلورة SiC الفردية؟ - فيتيك لأشباه الموصلات

كما نعلم جميعًا ، تحتل الكريستال الفردي ، كمواد أشباه الموصلات من الجيل الثالث بأداء ممتاز ، وضعًا محوريًا في معالجة أشباه الموصلات والمجالات ذات الصلة. من أجل تحسين جودة وعائد منتجات الكريستال الفردية ، بالإضافة إلى الحاجة إلى مناسبةعملية نمو بلورة واحدة، نظرًا لدرجة حرارة نمو البلورة الفردية التي تزيد عن 2400 ℃ ، فإن معدات العملية ، وخاصة علبة الجرافيت اللازمة لنمو البلورة الفردي وكانت الجرافيت في فرن النمو الكريستالي الواحد SIC وغيرها من أجزاء الجرافيت ذات الصلة متطلبات صارمة للغاية للنظافة . 

يجب التحكم في الشوائب التي أدخلتها أجزاء الجرافيت هذه إلى البلورة الفردية SIC أسفل مستوى PPM. لذلك ، يجب تحضير طلاء مضاد للتلاعب مقاوم للدرجات الحرارة العالية على سطح أجزاء الجرافيت هذه. خلاف ذلك ، نظرًا لضعف قوة الرابطة وشوائبها الضعيفة ، يمكن أن يتسبب الجرافيت بسهولة في تلوث بلورات واحدة من SIC.

تتمتع السيراميك TAC بنقطة ذوبان تصل إلى 3880 درجة مئوية ، صلابة عالية (صلابة MOHS 9-10) ، الموصلية الحرارية الكبيرة (22W · M^-1· ك^-1) ومعامل تمدد حراري صغير (6.6×10^-6K^-1). أنها تظهر استقرارًا سريعًا للكيمياء الحرارية وخصائص فيزيائية ممتازة ، ولديها توافق كيميائي وميكانيكي جيد مع الجرافيت وC/C المركبات. إنها مواد طلاء مثالية مضادة للتلاعب لأجزاء الجرافيت المطلوبة لنمو الكريستال الفردي.

بالمقارنة مع سيراميك TaC، فإن طلاءات SiC أكثر ملاءمة للاستخدام في السيناريوهات التي تقل عن 1800 درجة مئوية، وعادةً ما تستخدم لمختلف الصواني الفوقي، عادةً الصواني الفوقي LED والصواني الفوقي السيليكونية البلورية المفردة.

من خلال تحليل مقارن محدد،طلاء كربيد التنتالوم (TaC).متفوقة علىطلاء كربيد السيليكون (SIC)في عملية نمو بلورة واحدة SiC، 

أساسا في الجوانب التالية:

●  مقاومة درجات الحرارة العالية:

يتميز طلاء TaC بثبات حراري أعلى (نقطة انصهار تصل إلى 3880 درجة مئوية)، في حين أن طلاء SiC أكثر ملاءمة لبيئة درجات الحرارة المنخفضة (أقل من 1800 درجة مئوية). يحدد هذا أيضًا أنه في نمو بلورة SiC المفردة، يمكن لطلاء TaC أن يتحمل تمامًا درجة الحرارة العالية للغاية (حتى 2400 درجة مئوية) التي تتطلبها عملية نقل البخار الفيزيائي (PVT) لنمو بلورات SiC.

● الاستقرار الحراري والاستقرار الكيميائي:

بالمقارنة مع طلاء SiC، يتمتع TaC بخمول كيميائي أعلى ومقاومة للتآكل. وهذا أمر ضروري لمنع التفاعل مع المواد البوتقة والحفاظ على نقاء البلورة المتنامية. وفي الوقت نفسه، يتمتع الجرافيت المطلي بـ TaC بمقاومة أفضل للتآكل الكيميائي من الجرافيت المطلي بـ SiC، ويمكن استخدامه بثبات عند درجات حرارة عالية تصل إلى 2600 درجة، ولا يتفاعل مع العديد من العناصر المعدنية. إنه أفضل طلاء في سيناريوهات نمو البلورة المفردة لأشباه الموصلات من الجيل الثالث ونقش الرقاقة. يعمل هذا الخمول الكيميائي على تحسين التحكم في درجة الحرارة والشوائب بشكل كبير في العملية، وإعداد رقائق كربيد السيليكون عالية الجودة والرقائق الفوقي ذات الصلة. إنها مناسبة بشكل خاص لمعدات MOCVD لتنمية بلورات مفردة GaN أو AiN ومعدات PVT لزراعة بلورات مفردة SiC، كما تم تحسين جودة البلورات المفردة المزروعة بشكل كبير.

● تقليل الشوائب:

يساعد طلاء TAC على الحد من دمج الشوائب (مثل النيتروجين) ، والتي قد تسبب عيوبًا مثل الأنابيب الدقيقة في بلورات SIC. وفقًا للبحث الذي أجرته جامعة أوروبا الشرقية في كوريا الجنوبية ، فإن الشوائب الرئيسية في نمو بلورات SIC هي النيتروجين ، ويمكن أن تحد باكستات الجرافيت المغلفة كربيد التنتالوم بشكل فعال من دمج النيتروجين من بلورات SIC ، مما يقلل من توليد العيوب مثل الأنابيب الدقيقة وتحسين جودة البلورة. أظهرت الدراسات أنه في ظل نفس الظروف ، فإن تركيزات الناقل من رقائق SIC المزروعة في البوتقات الجرافيت التقليدية للطلاء والمعدلات TAC حوالي 4.5 × 10¹⁷/ سم و 7.6×10¹⁵/سم ، على التوالي.

● خفض تكاليف الإنتاج:

حاليًا، ظلت تكلفة بلورات SiC مرتفعة، حيث تمثل تكلفة المواد الاستهلاكية الجرافيت حوالي 30٪. المفتاح لتقليل تكلفة المواد الاستهلاكية الجرافيت هو زيادة عمر الخدمة. وفقًا لبيانات فريق البحث البريطاني، يمكن لطلاء كربيد التنتالوم إطالة عمر خدمة أجزاء الجرافيت بنسبة 35-55%. بناءً على هذا الحساب، فإن استبدال الجرافيت المطلي بكربيد التنتالوم فقط يمكن أن يقلل من تكلفة بلورات SiC بنسبة 12%-18%.

ملخص

مقارنة طبقة TaC وطبقة SIC مع مقاومة درجات الحرارة العالية، والخواص الحرارية، والخواص الكيميائية، وانخفاض الجودة، وانخفاض الإنتاج، وانخفاض الإنتاج، وما إلى ذلك. الخصائص الفيزيائية الزاوية، وصف الجمال الكامل لطبقة SiC (TaC) على طول إنتاج بلورات SiC لا يمكن الاستغناء عنه.

لماذا تختار VeTek لأشباه الموصلات؟

VeTek Semi-conductor هي شركة تعمل في مجال أشباه الموصلات في الصين، وتقوم بتصنيع وتصنيع مواد التعبئة والتغليف. تشمل منتجاتنا الرئيسية أجزاء الطبقة المستعبدة CVD، المستخدمة لبناء الامتداد الخارجي الطويل أو شبه الموصل من SiC، وأجزاء طبقة TaC. اجتاز شبه الموصل VeTek ISO9001، ومراقبة الجودة الجيدة. VeTek هي شركة مبتكرة في صناعة أشباه الموصلات من خلال البحث المستمر والتطوير وتطوير التكنولوجيا الحديثة. بالإضافة إلى ذلك، بدأت VeTeksemi في الصناعة شبه الصناعية، وقدمت التكنولوجيا المتقدمة وحلول المنتجات، ودعمت تسليم المنتجات الثابتة. ونحن نتطلع إلى نجاح تعاوننا طويل الأمد في الصين.