TaC დაფარული გრაფიტის ტილოების შერჩევის სახელმძღვანელო

მაღალტემპერატურულ კრისტალების ზრდისა და ეპიტაქსიის/დალექვის აპარატურაში გრაფიტის ტიგელი ერთდროულად სამ როლს ასრულებს: თერმული საზღვარი, რეაქციის ინტერფეისი და დაბინძურების პოტენციური წყარო. / დაბინძურების ბარიერი. სწორედ ამიტომTaC-ით დაფარული გრაფიტის ტიგულებისულ უფრო გავრცელებული ხდება - TaC ფენა უფრო მაღალი ტემპერატურის შესაძლებლობას იძლევა, უფრო ძლიერი კოროზიის წინააღმდეგობა, და მინარევების მიგრაციის უკეთესად ჩახშობა, გრაფიტის უპირატესობების შენარჩუნებით და მისი სისუსტეების შემსუბუქებით.

1) რა პრობლემების გადაჭრა შეუძლია TaC საფარს?

ა. კოროზიისადმი მდგრადობა
SiC-ის ზრდისა და მასთან დაკავშირებული ეპიტაქსიის პროცესების მაგალითის სახით აღებისას, სილიციუმის შემცველი სახეობები მაღალ ტემპერატურაზე - წყალბადთან და პოტენციურად ჰალოგენურ ქიმიკატებთან ერთად - შეიძლება გამოიწვიოს გრაფიტის კომპონენტების უწყვეტი კოროზია და მუშაობის გაუარესება. ინდუსტრიის ანგარიშებში ასევე აღნიშნულია, რომ სილიციუმით მდიდარ, კოროზიულ ატმოსფეროში 2000°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე, გრაფიტის ტიგელი შეიძლება მნიშვნელოვნად დაზიანდეს მხოლოდ რამდენიმე ციკლის შემდეგ, მაშინ როდესაც TaC-ის მსგავს საფარს შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს გამძლეობა.

B. შემცირებული ნაწილაკები და ნახშირბადის მიგრაცია
როგორც კი გრაფიტის ნაწილაკები ან ნახშირბადის მიგრაცია მოხვდება ზრდის ინტერფეისში ან დეპონირების ზონაში, მათ შეუძლიათ პირდაპირ გამოვლინდნენ დეფექტების, ჩანართების, დისლოკაციის სიმკვრივის გაზრდის სახით და შეიძლება გამოიწვიოს კამერის შეუქცევადი დაბინძურებაც კი. ბარიერული ფენის სახით, TaC-ის მიზანია თერმული სტაბილურობისა და ინტერფაზური ინერტულობის კონტროლირებადობის გაზრდა. მიმდინარე კვლევები ასევე აჩვენებს, რომ TaC საფარები ხელს უწყობს გრაფიტის სუბლიმაციის/სტრუქტურული დეგრადაციის ჩახშობას და თერმული სტაბილურობის გაუმჯობესებას კრისტალების ზრდის გარემოში. ②

გ. უფრო ფართო პროცესის ფანჯარა
ბევრი ადამიანი ტილოებს სახარჯო მასალებად მიიჩნევს, მაგრამ პრაქტიკაში ისინი მოქმედებენ როგორც„სასაზღვრო პირობების გენერატორები.”როდესაც ტილოგრამის ზედაპირი სტაბილური რჩება, თერმული ველი და აირადი ფაზის რეაქციები უფრო განმეორებადი ხდება. როდესაც საფარის ადჰეზია არასაკმარისია, რაც იწვევს მიკრობზარებს ან ლოკალიზებულ შეღწევადობას, პროცესის დრიფტი ხშირად იქ იწყება. საფარისა და გრაფიტის ზედაპირული შეკავშირების სიმტკიცისადმი მიძღვნილ კვლევაში ის უკვე განხილულია, როგორც ერთკრისტალის ზრდის მაჩვენებელზე მოქმედი ძირითადი ცვლადი.

2) სად არის ის ყველაზე შესაფერისი?

• ულტრა მაღალი ტემპერატურის, ძლიერ კოროზიული ატმოსფეროები

• ზრდის/დალექვის ეტაპები უკიდურესად მგრძნობიარეა ნაწილაკებისა და მეტალის მინარევების მიმართ

• მაღალი მოცულობის წარმოების ხაზები, რომლებიც მოითხოვს უფრო ხანგრძლივ მომსახურების ვადას და უფრო მკვრივ თანმიმდევრულობას

3) როგორ შევარჩიოთ TaC-ით დაფარული გრაფიტის ქვაბი

TaC საფარი არ არის ერთიანი „ყველასთვის შესაფერისი“ პროცესის გზა. გვალვადი დიოქსიდის (CVD) მაგალითის სახით, ლიტერატურაში წარმოდგენილია შედარებით სისტემატური განხილვა CVD დალექვისა და TaC/SiC-ის გრაფიტის სუბსტრატებზე მახასიათებლების დახასიათების შესახებ.

სხვადასხვა გზა სხვადასხვა შედეგამდე მიგვიყვანს:

• სიმკვრივე და გამტარიანობა:რაც უფრო მკვრივია საფარი, მით უკეთ ბლოკავს ის გაზების/ორთქლის მიერ ნელა შეღწევად კოროზიას.

• სისქე და დაძაბულობა:სისქის ზრდასთან ერთად, იზრდება თერმული სტრესი და ბზარების გაჩენის რისკიც, რაც მოითხოვს პროცესის უკეთეს კონტროლს.

• შეკეთების შესაძლებლობა და თანმიმდევრულობა:მასობრივი წარმოება დამოკიდებულია პარტიების თანმიმდევრულობაზე და იმაზე, შესაძლებელია თუ არა ხელახალი დამუშავების/ხელახალი საფარის საიმედოდ განხორციელება.

4) შემომავალი შემოწმების ძირითადი კრიტერიუმები

• გარეგნობა და ზედაპირის მდგომარეობა:ნახვრეტები, ორმოები, „ქერცლის/თევზის ქერცლის“ ტექსტურა, ლოკალიზებული გაუფერულება/გაჭაღარავება

• სისქე და ერთგვაროვნება:კიდეები, კუთხეები და ქვედა ნაწილი ყველაზე მეტად თხელი ადგილებია

• შეერთების სიმტკიცე / თერმული დარტყმისადმი მდგრადობა:უნდა განისაზღვროს მკაფიო ტესტირების მეთოდები და ჯართის/უარყოფის კრიტერიუმები

• მიკრობზარები და ფორიანობა:(ჩამოთვლილია ზემოთ ჩამოთვლილთან ერთად პრაქტიკაში)

• დაბინძურების კონტროლი:მეტალის მინარევები, ჰალოგენური ნარჩენები და ნაწილაკების სისუფთავის დონე უნდა იყოს მიკვლევადი