Warum ist Tantal -Carbid (TAC) -Bobe mit Siliciumcarbid (sic) beschichten beim SIC -Einzelkristallwachstum? - Vetek Semiconductor

Wie wir alle wissen, nimmt SiC-Einkristall als Halbleitermaterial der dritten Generation mit hervorragender Leistung eine zentrale Stellung in der Halbleiterverarbeitung und verwandten Bereichen ein. Um die Qualität und Ausbeute von SiC-Einkristallprodukten zu verbessern, ist zusätzlich eine geeignete Lösung erforderlichEinkristallwachstumsprozessAufgrund seiner Einkristallwachstumstemperatur von mehr als 2400 °C stellen die Prozessausrüstung, insbesondere die für die SiC-Einkristallzüchtung erforderliche Graphitschale und der Graphittiegel im SiC-Einkristallwachstumsofen und andere zugehörige Graphitteile, äußerst strenge Anforderungen an die Sauberkeit . 

Die durch diese Graphitteile in den SiC-Einkristall eingebrachten Verunreinigungen müssen unter den ppm-Wert gebracht werden. Daher muss auf der Oberfläche dieser Graphitteile eine hochtemperaturbeständige Antiverschmutzungsbeschichtung vorbereitet werden. Andernfalls kann Graphit aufgrund seiner schwachen interkristallinen Bindungsstärke und Verunreinigungen leicht zu einer Verunreinigung von SiC-Einkristallen führen.

TaC-Keramik hat einen Schmelzpunkt von bis zu 3880 °C, eine hohe Härte (Mohs-Härte 9–10) und eine große Wärmeleitfähigkeit (22 W·m).^-1· K^–1) und kleiner thermischer Expansionskoeffizient (6,6 × 10^–6K^–1). Sie weisen eine ausgezeichnete thermochemische Stabilität und hervorragende physikalische Eigenschaften auf und weisen eine gute chemische und mechanische Kompatibilität mit Graphit und aufC/C-Verbundwerkstoffe. Es handelt sich um ideale Materialdaten für die Schadfuße für Graphitteile, die für SIC-Einkristallwachstum benötigt werden.

Im Vergleich zu TAC -Keramik eignen sich SIC -Beschichtungen besser für die Verwendung in Szenarien unter 1800 ° C und werden normalerweise für verschiedene epitaxiale Tabletts verwendet, typischerweise LED -epitaxiale Tabletts und Einkristall -Silizium -Epitaxialablagen.

Durch spezifische vergleichende Analyse,Tantal -Carbid (TAC) -Mehneist überlegenSiliziumkarbid (SiC)-Beschichtungim Prozess des SiC-Einkristallwachstums, 

Hauptsächlich in den folgenden Aspekten:

● Hochtemperaturwiderstand:

Die TaC-Beschichtung weist eine höhere thermische Stabilität auf (Schmelzpunkt bis zu 3880 °C), während die SiC-Beschichtung besser für Umgebungen mit niedrigen Temperaturen (unter 1800 °C) geeignet ist. Dies bestimmt auch, dass die TaC-Beschichtung beim Wachstum von SiC-Einkristallen der extrem hohen Temperatur (bis zu 2400 °C), die für den physikalischen Dampftransportprozess (PVT) des SiC-Kristallwachstums erforderlich ist, vollständig standhalten kann.

● Wärmestabilität und chemische Stabilität:

Im Vergleich zur SIC -Beschichtung weist TAC eine höhere chemische Inertheit und Korrosionsresistenz auf. Dies ist wichtig, um die Reaktion mit Tiegelmaterialien zu verhindern und die Reinheit des wachsenden Kristalls aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig weist TAC-beschichtetes Graphit eine bessere chemische Korrosionsbeständigkeit auf als sic-beschichtete Graphit, kann bei hohen Temperaturen von 2600 ° stabil verwendet werden und reagiert nicht mit vielen Metallelementen. Es ist die beste Beschichtung in der Halbleiter-Einzelkristallwachstum der dritten Generation und in Wafer-Ätz-Szenarien. Diese chemische Inertheit verbessert die Kontrolle von Temperaturen und Verunreinigungen im Prozess erheblich und bereitet hochwertige Siliziumcarbid-Wafer und verwandte epitaxiale Wafer vor. Es ist besonders geeignet, dass MOCVD -Geräte GaN- oder AIN -Einzelkristalle und PVT -Geräte zum Anbau von sic -Einzelkristallen anbauen, und die Qualität der erwachsenen Einzelkristalle wird erheblich verbessert.

●  Unreinheiten reduzieren:

Die TAC -Beschichtung hilft dabei, den Einbau von Verunreinigungen (wie Stickstoff) zu begrenzen, was Defekte wie Mikrotubes in sic -Kristallen verursachen kann. Laut Untersuchungen der University of Osteuropa in Südkorea ist die Hauptverunreinigung des Wachstums von sic -Kristallen Stickstoff, und das Tantal -Carbid -beschichtete Graphitkreuzer können den Stickstoffeinbau von sic -Kristallen wirksam einschränken und Verbesserung der Kristallqualität. Studien haben gezeigt, dass unter den gleichen Bedingungen die Trägerkonzentrationen von SIC -Wafern, die in herkömmlichen SIC -Beschichtungsgrafitisiern und TAC -Beschichtungskrulen gezüchtet wurden, ungefähr 4,5 × 10 betragen¹⁷/cm und 7,6×10¹⁵/cm jeweils.

●  Produktionskosten senken:

Derzeit sind die Kosten für SIC -Kristalle hoch geblieben, von denen die Kosten für Graphit -Verbrauchsmaterialien etwa 30%ausmachen. Der Schlüssel zur Reduzierung der Kosten für Verbrauchsmaterialien von Graphit liegt darin, die Lebensdauer zu erhöhen. Nach Angaben des britischen Forschungsteams kann die Tantal-Carbid-Beschichtung die Lebensdauer von Graphitteilen um 35-55%verlängern. Basierend auf dieser Berechnung kann das Ersetzen von nur tantalem Carbidbeschichteten Graphit die Kosten für SIC-Kristalle um 12%-18%senken.

Zusammenfassung

Vergleich der TaC-Schicht und der SIC-Schicht mit hoher Temperaturbeständigkeit, thermischen Eigenschaften, chemischen Eigenschaften, Qualitätsminderung, Produktionsrückgang, geringer Produktion usw., physikalischen Winkeleigenschaften, vollständige Schönheitsbeschreibung der SiC-Schicht (TaC)-Schicht auf der Produktionslänge des SiC-Kristalls Unersetzlichkeit.

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