炭化ケイ素結晶が成長するとき、結晶の軸心とエッジとの成長界面の「環境」が異なるため、エッジの結晶応力が増加し、結晶エッジはグラファイトストップリングの「炭素」の影響で「総合欠陥」を生じやすくなります。エッジの問題を解決するか、中心の有効面積（95％以上）を増やすかが重要な技術課題です。
「微小管」や「介在物」などのマクロ欠陥が業界で徐々に制御され、炭化ケイ素結晶が「速く、長く、太く、そして大きく成長する」という課題に直面しているため、エッジの「総合欠陥」が異常に顕著になり、炭化ケイ素結晶の直径と厚さが増加するにつれて、エッジの「総合欠陥」は直径の2乗と厚さで倍増します。
炭化タンタル（TaC）コーティングは、エッジ問題を解決し、結晶成長の品質を向上させるものであり、「急速成長、厚成長、上成長」という中核技術方向の一つです。産業技術の発展を促進し、主要材料の「輸入」依存を解決するため、恒普は炭化タンタルコーティング技術（CVD）を画期的に解決し、国際的な先進レベルに到達しました。
炭化タンタル（TaC）コーティングは、実現の容易さから、焼結、CVDなどの方法で容易に実現できます。焼結法では、炭化タンタルの粉末または前駆体を用い、活性成分（通常は金属）と結合剤（通常は長鎖ポリマー）を添加し、高温で焼結したグラファイト基板の表面にコーティングします。CVD法では、TaCl5+H2+CH4を900～1500℃でグラファイトマトリックスの表面に堆積させます。
しかし、炭化タンタルの結晶配向、均一な膜厚、コーティングとグラファイトマトリックス間の応力緩和、表面クラックといった基本パラメータの達成は非常に困難です。特にSiC結晶の成長環境においては、安定した耐用年数という核心パラメータの達成が最も困難です。
投稿日時: 2023年7月21日