TaC estalitako grafitozko gurutzaduraren hautaketa gida

Tenperatura altuko kristalen hazkuntza eta epitaxia/deposizio ekipoetan, grafitozko gurutzak hiru rol betetzen ditu aldi berean: muga termikoa, erreakzio interfazea eta kutsadura iturri potentziala. / kutsadura-hesia. HorregatikTaC estalitako grafitozko gurutzakgero eta ohikoagoak dira: TaC geruza batek tenperatura altuagoko gaitasuna eskaintzen du, korrosioarekiko erresistentzia sendoagoa, eta ezpurutasunen migrazioa hobeto kentzen du, grafitoaren abantailak mantenduz eta haren ahuleziak arinduz.

1) Zer arazo konpondu ditzake TaC estaldura batek?

A. Korrosioarekiko erresistentzia
SiC hazkuntza eta erlazionatutako epitaxia prozesuak adibide gisa hartuta, silizioa duten espezieek tenperatura altuan —hidrogenoarekin eta potentzialki halogenoen kimikekin batera— grafito osagaien etengabeko korrosioa eta errendimenduaren degradazioa eragin dezakete. Industriako txostenek ere adierazten dute 2000 °C-tik gorako silizioz aberatsak diren atmosfera korrosiboetan, grafitozko gurutzak asko degrada daitezkeela ziklo gutxi batzuen buruan, eta TaC bezalako estaldurek iraunkortasuna nabarmen hobetu dezaketela.

B. Partikula murriztuak eta karbonoaren migrazioa
Grafito partikulak edo karbono migrazioa hazkuntza-interfazean edo deposizio-eremuan sartzen direnean, zuzenean ager daitezke akats, inklusio, dislokazio-dentsitate handiagoa eta baita ganberako kutsadura itzulezina eragin ere. Oztopo-geruza gisa, TaC-ren helburua egonkortasun termikoa eta gainazaleko geldotasuna kontrolagarriagoak egitea da. Jarraian datozen ikerketek ere jakinarazi dute TaC estaldurek grafitoaren sublimazioa/egitura-degradazioa kentzen eta kristalen hazkuntza-inguruneetan egonkortasun termikoa hobetzen laguntzen dutela. ②

C. Prozesu-leiho zabalagoa
Jende askok arragoak kontsumigarritzat hartzen ditu, baina praktikan honela jokatzen dute:"muga-baldintza sortzaileak.”Gurgolaren gainazala egonkor mantentzen denean, eremu termikoa eta gas-faseko erreakzioak errepikakorragoak bihurtzen dira. Estalduraren atxikimendua nahikoa ez denean (mikroarrailak edo iragazkortasun lokalizatua sortzen dituenean), prozesuaren desbideratzea askotan hor hasten da. Estalduraren eta grafitoaren arteko lotura-indarraren inguruko ikerketa espezifikoek dagoeneko aztertu dute kristal bakarreko hazkuntza-errendimenduan eragina duen aldagai gako gisa.

2) Non da egokiena?

• Tenperatura ultra-altuko eta korrosibo handiko atmosferak

• Hazkuntza/deposizio urratsak oso sentikorrak dira partikulekiko eta ezpurutasun metalikoekiko

• Bolumen handiko ekoizpen-lerroek bizitza luzeagoa eta koherentzia zorrotzagoa behar dute

3) Nola aukeratu TaC estalitako grafitozko gurutzadura bat

TaC estaldura ez da prozesu-bide bakarra eta bakarra. CVD adibide gisa erabiliz, literaturak eztabaida nahiko sistematikoa eman du TaC/SiC-ren CVD deposizioari eta grafito substratuetan duen errendimenduaren karakterizazioari buruz.

Bide desberdinek emaitza desberdinak dakartzate:

• Dentsitatea eta iragazkortasuna:Zenbat eta dentsitate handiagoa izan estaldura, orduan eta hobeto blokeatzen du gasen/lurrunen bidezko iragazkortasun moteleko korrosioa.

• Lodiera eta tentsioa:lodiera handitzen den heinean, tentsio termikoa eta pitzadura arriskua ere handitzen dira, eta prozesuaren kontrol hobea behar da.

• Konpongarritasuna eta koherentzia:masa-ekoizpena lote batetik bestera koherentziaren eta berregitea/berriro estaldura fidagarritasunez egin daitekeen ala ezaren araberakoa da.

4) Sarrerako ikuskapen irizpide nagusiak

• Itxura eta gainazalaren egoera:zulotxoak, koska, “ezkata/arrain-ezkata” ehundura, koloreztatze lokalizatua/gris kolorea

• Lodiera eta uniformetasuna:ertzak, izkinak eta behealdea dira meheagoak izateko aukera gehien duten eremuak

• Lotura-indarra / kolpe termikoarekiko erresistentzia:Proba-metodo argiak eta bazterketa/bazterketa irizpideak definitu behar dira

• Mikroarrailak eta porositatea:(praktikan goikoarekin batera zerrendatuta)

• Kutsaduraren kontrola:Ezpurutasun metalikoak, halogenoen hondakinak eta partikulen garbitasun maila guztiak trazagarriak izan behar dira