TaC-coating-digel til AlN-krystalvækst

Den tredje generation af halvledermaterialer AlN tilhører den direkte båndgab-halvleder, dens båndbredde på 6,2 eV, med høj termisk ledningsevne, resistivitet, nedbrydningsfeltstyrke samt fremragende kemisk og termisk stabilitet, er ikke kun et vigtigt blåt lys, ultraviolette materialer , eller elektroniske enheder og integrerede kredsløb, vigtig emballage, dielektrisk isolering og isoleringsmaterialer, især til højtemperaturenheder med høj effekt. Derudover har AlN og GaN et godt termisk match og kemisk kompatibilitet, AlN, der bruges som GaN epitaksialt substrat, kan betydeligt reducere defekttætheden i GaN-enheder, forbedre enhedens ydeevne.

På nuværende tidspunkt har verden evnen til at dyrke AlN-barrer med en diameter på 2 tommer, men der er stadig mange problemer, der skal løses for væksten af ​​større krystaller, og digelmaterialet er et af problemerne.

PVT-metoden til AlN-krystalvækst i et højtemperaturmiljø, AlN-forgasning, gasfasetransport og omkrystallisationsaktiviteter udføres i relativt lukkede digler, så høj temperaturbestandighed, korrosionsbestandighed og lang levetid er blevet vigtige indikatorer for digelmaterialer til AlN krystalvækst.

For tiden tilgængelige digelmaterialer er hovedsageligt ildfast metal W og TaC keramik. W-digler har en kort digellevetid på grund af deres langsomme reaktion med AlN og karboniseringserosion i C-atmosfæreovne. På nuværende tidspunkt er de ægte AlN krystalvækst digelmaterialer hovedsageligt fokuseret på TaC-materialer, som er en binær forbindelse med det højeste smeltepunkt med fremragende fysiske og kemiske egenskaber, såsom højt smeltepunkt (3.880 ℃), høj Vickers hårdhed (＞9,4) GPa) og høj elasticitetsmodul; det har fremragende termisk ledningsevne, elektrisk ledningsevne og modstandsdygtighed over for kemisk korrosion (kun opløst i en blandet opløsning af salpetersyre og flussyre). Anvendelsen af ​​TaC i digel har to former: den ene er selve TaC-digelen, og den anden er som beskyttende belægning af grafitdigel.

TaC-diglen har fordelene ved høj krystalrenhed og lille kvalitetstab, men diglen er svær at forme og har høje omkostninger. Den TaC-belagte grafitdigel, som kombinerer den lette forarbejdning af grafitmateriale og den lave forurening af TaC-digelen, er blevet foretrukket af forskerne og er med succes blevet anvendt til væksten af ​​AlN-krystaller og SiC-krystaller. Ved yderligere at optimere TaC-belægningsprocessen og forbedre belægningskvalitetenTaC-belagt grafitdigelvil være førstevalg til AlN krystalvækstdigel, som har stor forskningsmæssig værdi for at reducere omkostningerne ved AlN krystalvækst.