TaC ծածկույթով գրաֆիտային հալվածքի ընտրության ուղեցույց

Բարձր ջերմաստիճանի բյուրեղների աճեցման և էպիտաքսիայի/տեղադրման սարքավորումներում գրաֆիտային հալոցքը միաժամանակ կատարում է երեք դեր՝ ջերմային սահման, ռեակցիայի միջերես և աղտոտման պոտենցիալ աղբյուր։ / աղտոտման արգելք։ Ահա թե ինչուTaC-ով պատված գրաֆիտային հալոցքներգնալով ավելի տարածված են դառնում. TaC շերտը ապահովում է ավելի բարձր ջերմաստիճանային կարողություն, ավելի ուժեղ կոռոզիոն դիմադրություն, և խառնուրդների միգրացիայի ավելի լավ ճնշում՝ պահպանելով գրաֆիտի առավելությունները՝ միաժամանակ մեղմելով դրա թույլ կողմերը։

1) Ի՞նչ խնդիրներ կարող է լուծել TaC ծածկույթը։

Ա. Կոռոզիայի դիմադրություն
Որպես օրինակ վերցնելով SiC-ի աճը և դրան առնչվող էպիտաքսիական գործընթացները, սիլիցիում պարունակող տեսակները բարձր ջերմաստիճանում՝ ջրածնի և հնարավոր է՝ հալոգենային քիմիական նյութերի հետ միասին, կարող են հանգեցնել գրաֆիտային բաղադրիչների շարունակական կոռոզիայի և կատարողականի վատթարացման: Արդյունաբերության զեկույցներում նաև նշվում է, որ սիլիցիումով հարուստ, կոռոզիվ մթնոլորտներում 2000°C-ից բարձր ջերմաստիճանում գրաֆիտային հալոցքները կարող են լրջորեն քայքայվել ընդամենը մի քանի ցիկլից հետո, մինչդեռ TaC-ի նման ծածկույթները կարող են զգալիորեն բարելավել դիմացկունությունը:

Բ. Կրճատված մասնիկներ և ածխածնի միգրացիա
Երբ գրաֆիտի մասնիկները կամ ածխածնի միգրացիան մտնում են աճի միջերես կամ նստվածքի գոտի, դրանք կարող են անմիջապես դրսևորվել որպես արատներ, ներառումներ, ավելի բարձր դիսլոկացիայի խտություն և նույնիսկ կարող են առաջացնել անդառնալի խցիկի աղտոտում: Որպես պատնեշային շերտ, TaC-ի նպատակն է ջերմային կայունությունը և միջերեսային իներտությունը դարձնել ավելի կառավարելի: Ընթացիկ ուսումնասիրությունները նաև ցույց են տալիս, որ TaC ծածկույթները օգնում են ճնշել գրաֆիտի սուբլիմացիան/կառուցվածքային քայքայումը և բարելավել ջերմային կայունությունը բյուրեղների աճի միջավայրերում: ②

Գ. Ավելի լայն գործընթացային պատուհան
Շատերը հալոցքային անոթներին վերաբերվում են որպես սպառվող նյութերի, բայց գործնականում դրանք գործում են որպես«սահմանային պայմանների գեներատորներ։Երբ հալման մակերևույթը մնում է կայուն, ջերմային դաշտը և գազային փուլի ռեակցիաները դառնում են ավելի կրկնվող։ Երբ ծածկույթի կպչունությունը անբավարար է, ինչը հանգեցնում է միկրոճաքերի կամ տեղայնացված թափանցելիության, գործընթացի շեղումը հաճախ սկսվում է այդտեղից։ Ծածկույթ-գրաֆիտ միջմակերեսային կապի ամրության վերաբերյալ նվիրված հետազոտությունները արդեն քննարկել են այն որպես միաբյուրեղի աճի արդյունավետության վրա ազդող հիմնական փոփոխական։

2) Որտե՞ղ է այն ամենահարմարը։

• Գերբարձր ջերմաստիճան, խիստ կոռոզիոն մթնոլորտներ

• Աճման/նստեցման փուլերը չափազանց զգայուն են մասնիկների և մետաղական խառնուրդների նկատմամբ

• Բարձր ծավալի արտադրական գծեր, որոնք պահանջում են ավելի երկար ծառայության ժամկետ և ավելի ամուր հետևողականություն

3) Ինչպես ընտրել TaC ծածկույթով գրաֆիտային հալոցք

TaC ծածկույթը միակ «բոլորին համապատասխանող» գործընթաց չէ: Որպես օրինակ՝ CVD-ն օգտագործելով՝ գրականությունը համեմատաբար համակարգված քննարկում է տվել CVD նստեցման և TaC/SiC-ի գրաֆիտային հիմքերի վրա կատարողականի բնութագրման վերաբերյալ:

Տարբեր ուղիները հանգեցնում են տարբեր արդյունքների.

• Խտություն և թափանցելիություն.Որքան խիտ է ծածկույթը, այնքան ավելի լավ է այն կանխում գազերի/գոլորշիների դանդաղ թափանցման կոռոզիան։

• Հաստություն և լարվածություն.հաստության մեծացմանը զուգընթաց մեծանում են նաև ջերմային լարվածությունը և ճաքերի առաջացման ռիսկը, ինչը պահանջում է գործընթացի ավելի լավ վերահսկողություն։

• Վերանորոգելիություն և հետևողականություն.Զանգվածային արտադրությունը կախված է խմբաքանակի հետևողականությունից և նրանից, թե արդյոք վերամշակումը/վերաներկումը կարող է իրականացվել հուսալիորեն։

4) Հիմնական մուտքային ստուգման չափանիշներ

• Արտաքին տեսքը և մակերեսի վիճակը.անցքեր, փոսիկներ, «թեփուկի/ձկան թեփուկի» կառուցվածք, տեղայնացված գունաթափում/մոխրագույնացում

• Հաստություն և միատարրություն.եզրերը, անկյունները և ներքևի մասը ամենահավանական բարակ հատվածներն են

• Կապի ամրություն / ջերմային ցնցումների դիմադրություն.պետք է սահմանվեն հստակ փորձարկման մեթոդներ և ջարդոնի/մերժման չափանիշներ

• Միկրոճաքեր և ծակոտկենություն.(գործնականում թվարկված վերը նշվածների հետ միասին)

• Աղտոտման վերահսկողություն.մետաղական խառնուրդները, հալոգենային մնացորդները և մասնիկների մաքրության մակարդակը պետք է բոլորը հետագծելի լինեն