ЧАСТЬ/1
Тигель, затравочный держатель и направляющее кольцо в монокристаллической печи SiC и AIN были выращены методом PVT.
Как показано на рисунке 2 [1], когда для получения SiC используется метод физического переноса пара (PVT), затравочный кристалл находится в области относительно низких температур, сырье SiC находится в области относительно высоких температур (выше 2400°С).℃), а сырье разлагается с образованием SiXCy (в основном включая Si, SiC₂, Си₂С и др.). Материал паровой фазы транспортируется из области высоких температур к затравочному кристаллу в области низких температур., fформирование зародышей, выращивание и генерация монокристаллов. Материалы теплового поля, используемые в этом процессе, такие как тигель, направляющее кольцо потока, держатель затравочных кристаллов, должны быть устойчивыми к высоким температурам и не загрязнять сырье SiC и монокристаллы SiC. Аналогично, нагревательные элементы при выращивании монокристаллов AlN должны быть устойчивы к парам Al, N₂коррозии и должны иметь высокую эвтектическую температуру (с AlN) для сокращения периода подготовки кристаллов.
Было обнаружено, что SiC[2-5] и AlN[2-3], полученныес покрытием TaCграфитовые термополевые материалы были чище, почти не содержали углерода (кислорода, азота) и других примесей, меньше краевых дефектов, меньшее удельное сопротивление в каждой области, а плотность микропор и плотность ямок травления значительно снижались (после травления КОН), качество кристаллов был значительно улучшен. Кроме того,ТАС-тигельСкорость потери веса почти равна нулю, внешний вид неразрушающий, может быть переработан (срок службы до 200 часов), может улучшить устойчивость и эффективность такого получения монокристаллов.
ИНЖИР. 2. (а) Принципиальная схема устройства для выращивания слитков монокристалла SiC методом PVT.
(б) Верхс покрытием TaCкронштейн для семян (включая семена SiC)
(с)Графитовое направляющее кольцо с TAC-покрытием
ЧАСТЬ/2
Нагреватель для выращивания эпитаксиального слоя GaN MOCVD
Как показано на рисунке 3 (а), рост GaN MOCVD представляет собой технологию химического осаждения из паровой фазы, в которой используется реакция органометрического разложения для выращивания тонких пленок путем эпитаксиального выращивания из паровой фазы. Точность и однородность температуры в полости делают нагреватель наиболее важным основным компонентом оборудования MOCVD. Возможность быстрого и равномерного нагрева подложки в течение длительного времени (при многократном охлаждении), стабильность при высокой температуре (стойкость к газовой коррозии) и чистота пленки напрямую влияют на качество нанесения пленки, постоянство толщины, и производительность чипа.
Чтобы улучшить производительность и эффективность переработки нагревателя в системе выращивания GaN MOCVD,TAC-покрытиебыл успешно внедрен графитовый нагреватель. По сравнению с эпитаксиальным слоем GaN, выращенным обычным нагревателем (с использованием покрытия pBN), эпитаксиальный слой GaN, выращенный нагревателем TaC, имеет практически ту же кристаллическую структуру, однородность толщины, собственные дефекты, легирование примесями и загрязнение. Кроме того,TaC-покрытиеимеет низкое удельное сопротивление и низкую излучательную способность поверхности, что может повысить эффективность и однородность нагревателя, тем самым снижая энергопотребление и потери тепла. Пористость покрытия можно регулировать путем управления параметрами процесса для дальнейшего улучшения радиационных характеристик нагревателя и продления срока его службы [5]. Эти преимущества делаютс покрытием TaCграфитовые нагреватели — отличный выбор для систем выращивания GaN MOCVD.
ИНЖИР. 3. (а) Принципиальная схема устройства MOCVD для эпитаксиального роста GaN.
(b) Графитовый нагреватель с формованным ТАС-покрытием, установленный в установке MOCVD, за исключением основания и кронштейна (на рисунке показаны основание и кронштейн в режиме нагрева)
(в) Графитовый нагреватель с покрытием TAC после эпитаксиального выращивания 17 GaN. [6]
ЧАСТЬ/3
Токоприемник с покрытием для эпитаксии (носитель пластины)
Носитель пластины является важным структурным компонентом для подготовки полупроводниковых пластин SiC, AlN, GaN и других полупроводников третьего класса, а также для эпитаксиального роста пластин. Большинство подложек изготовлены из графита и покрыты SiC-покрытием для защиты от коррозии под воздействием технологических газов, с диапазоном эпитаксиальных температур от 1100 до 1600°С.°C, а коррозионная стойкость защитного покрытия играет решающую роль в сроке службы подложки. Результаты показывают, что скорость коррозии TaC в 6 раз медленнее, чем SiC, в высокотемпературном аммиаке. В высокотемпературном водороде скорость коррозии даже более чем в 10 раз медленнее, чем в SiC.
Экспериментами было доказано, что лотки, покрытые TaC, хорошо совместимы с процессом GaN MOCVD в синем свете и не вносят примесей. После некоторых корректировок процесса светодиоды, выращенные с использованием носителей TaC, демонстрируют те же характеристики и однородность, что и обычные носители SiC. Таким образом, срок службы поддонов с покрытием TAC лучше, чем у обычных чернил ис покрытием SiCграфитовые поддоны.
Время публикации: 05 марта 2024 г.