Wenn Siliziumkarbidkristalle wachsen, ist die „Umgebung“ der Wachstumsschnittstelle zwischen der axialen Mitte des Kristalls und der Kante unterschiedlich, sodass die Kristallspannung an der Kante zunimmt und die Kristallkante aufgrund des Einflusses des Graphitstopprings „Kohlenstoff“ leicht „umfassende Defekte“ erzeugt. Wie das Kantenproblem gelöst oder die effektive Fläche der Mitte (mehr als 95 %) vergrößert werden kann, ist ein wichtiges technisches Thema.
Da Makrodefekte wie „Mikrotubuli“ und „Einschlüsse“ von der Industrie schrittweise kontrolliert werden und Siliziumkarbidkristalle vor die Herausforderung gestellt werden, „schnell, lang und dick zu wachsen und in die Höhe zu wachsen“, treten die „umfassenden Defekte“ am Rand ungewöhnlich stark auf, und mit der Zunahme des Durchmessers und der Dicke von Siliziumkarbidkristallen vervielfachen sich die „umfassenden Defekte“ am Rand mit dem Quadrat des Durchmessers und der Dicke.
Die Verwendung einer Tantalkarbid-TaC-Beschichtung soll das Kantenproblem lösen und die Qualität des Kristallwachstums verbessern, was eine der wichtigsten technischen Richtungen für schnelles, dichtes und höhenreiches Wachstum darstellt. Um die Entwicklung der Industrietechnologie zu fördern und die Importabhängigkeit wichtiger Materialien zu überwinden, hat Hengpu die Tantalkarbid-Beschichtungstechnologie (CVD) bahnbrechend gelöst und ein international fortschrittliches Niveau erreicht.
Die Herstellung einer Beschichtung aus Tantalkarbid (TaC) ist unkompliziert und kann durch Sintern, CVD und andere Verfahren problemlos erreicht werden. Beim Sinterverfahren wird Tantalkarbidpulver oder -vorläufer verwendet, mit Wirkstoffen (meist Metall) und Bindemittel (meist langkettiges Polymer) versetzt und auf die Oberfläche eines bei hohen Temperaturen gesinterten Graphitsubstrats aufgetragen. Mittels CVD-Verfahren wird TaCl₅+H₂+CH₄ bei 900–1500 °C auf der Oberfläche der Graphitmatrix abgeschieden.
Allerdings stellen grundlegende Parameter wie die Kristallorientierung der Tantalkarbidabscheidung, die gleichmäßige Filmdicke, die Spannungsfreisetzung zwischen Beschichtung und Graphitmatrix, Oberflächenrisse usw. eine große Herausforderung dar. Insbesondere in der SiC-Kristallwachstumsumgebung ist eine stabile Lebensdauer der Kernparameter und daher am schwierigsten.
Veröffentlichungszeit: 21. Juli 2023