რატომ განსაზღვრავს SiC-ით დაფარული გრაფიტის ტიგელი სტაბილურ მასობრივ წარმოებას?

SiC კრისტალების ზრდის წარმოების ხაზებში ბევრი ინჟინერი ფოკუსირებულია ცხელი ზონის დიზაინზე, ტემპერატურის კონტროლის მრუდებსა და ფხვნილის ფორმულირებაზე. თუმცა, როდესაც მოსავლიანობის რყევები წარმოიქმნება, ძირითადი მიზეზი ხშირად იმავე კომპონენტში - ტილოში - უნდა ვეძებოთ. ის არ ასხივებს სინათლეს, არ ბრუნავს და ნახაზებში „ძირითადი პარამეტრის“ სახით არ ჩანს. მაგრამ თუ ფენა ზედაპირიდან აძრობს, კრისტალი არასწორ ადგილას წარმოიქმნება ან კუთხიდან ძალიან ბევრი ნახშირბადი გამოჟონავს, მთელ ბულეტზე წარმოქმნილი დეფექტები ერთ რამეს ნათელს ჰფენს: ეს კომპონენტი შორს არის დამხმარე როლისგან.

მზარდი ყოფნაSiC დაფარული გრაფიტის ტიგულებინახევარგამტარული კრისტალების ზრდის ღუმელებში ამას მარტივი ახსნა აქვს: ტემპერატურა, ატმოსფერო და მასალის ტრანსპორტირების ინტენსივობა ზრდის ზონაში მასალის მუშაობის ზღვრებს სცილდება. გრაფიტი შესანიშნავია თერმული წინააღმდეგობის, დამუშავების უნარისა და სითბოს გადაცემის თვალსაზრისით, მაგრამ მას აქვს საკუთარი ტემპერამენტი: აქროლადობა, გამტარიანობა., ქიმიური რეაქტიულობა ორთქლის სახეობებთან ან მინარევებთან და დაფხვნილებისა და ნაწილაკების წარმოქმნის გარდაუვალი რისკები. SiC საფარი სწორედ ამ მტკივნეული წერტილების წინააღმდეგ მყარი ბარიერის როლს ასრულებს.

რატომ გამოვიყენოთ SiC საფარი გრაფიტის ტიგელებზე?

სამი ძირითადი მიზეზი:

1. ნახშირბადის აორთქლებისა და რეაქტიულობის შემცირება

გრაფიტი იწყებს სუბლიმაციას მომატებულ ტემპერატურაზე, ინერტული აირის ზემოქმედების ქვეშაც კი. გამოყოფილი ნახშირბადი ცვლის ორთქლის ფაზის ქიმიას PVT ზრდის დროს, ხელს უშლის დეპონირების კინეტიკას და ხელს უწყობს დეფექტების წარმოქმნას ან არასტაბილური ზრდის ორიენტაციას.

2. დაბინძურების წყაროების შეზღუდვა

იზოსტატიკურად დაპრესილ მაღალი სისუფთავის გრაფიტსაც კი აქვს მიკროფორები და თანდაყოლილი მიდრეკილება, შეიწოვოს ისეთი სახეობები, როგორიცაა ორთქლის წინამორბედები, თანმდევი პროდუქტები ან ტენიანობა. ეს ნივთიერებები მოგვიანებით შეიძლება გამოიყოს მაღალ ტემპერატურაზე მუშაობის დროს, რაც საფრთხეს უქმნის კრისტალურ სისუფთავეს. SiC საფარი ხურავს ფორებს და აუმჯობესებს გარემოს სისუფთავეს.

3. სიცოცხლის ხანგრძლივობის გაზრდა და სპალაციის ჩახშობა

მრავალჯერადი გაშვების შემდეგ, გრაფიტის ზედაპირები მიდრეკილია დეგრადაციისკენ: ფხვნილისებრი წარმონაქმნი, აქერცვლა, მიკრობზარები და მასალის გაჭედვა. ეს იწვევს ნაწილაკების დაბინძურებას და მოსავლიანობის შემცირებას. მყარი SiC საფარი მნიშვნელოვნად აფერხებს ასეთი უკმარისობის მექანიზმებს, ინარჩუნებს ზედაპირის მთლიანობას და საიმედოობას.

საფარის პროცესის კონტროლი განსაზღვრავს ტილოგრამის საიმედოობას

ძირითადი საფარის მეთოდია გულ-სისხლძარღვთა დაავადებებიპოლიკრისტალური SiC-ის (ქიმიური ორთქლის დეპონირება). ის მწიფე და თერმულად სტაბილურია. თუმცა, საფარის ქონა საკმარისი არ არის - ველის მუშაობის რეალური განსხვავება დამოკიდებულია ისეთ წვრილ დეტალებზე, როგორიცაა:

● საფარის სისქის ერთგვაროვნება

რთული ტილოგრამის გეომეტრია - საფეხურები, ღარები, ფილეები - ქმნის დაჩრდილულ ან დაბალი დალექვის მქონე ადგილებს, სადაც საფარის სისქე შეიძლება სპეციფიკაციაზე დაბალი იყოს. ეს თხელი ზონები თერმული სტრესის ქვეშ პირველი იშლება.

გამოსავალი:საფარის მომწოდებელს უნდა ჰქონდეს ზუსტი 3D ნაკადის ველის კონტროლი და დინამიური ბრუნვის სისტემები, რათა უზრუნველყოს ერთგვაროვანი დაფარვა რთულ ნაწილებზეც კი.

● საფარის სიმკვრივე და ნახვრეტების აღმოფხვრა

თუ გულ-სისხლძარღვთა დაავადებების პარამეტრები (ტემპერატურის გრადიენტები, აირების თანაფარდობა, რეზიდენციის დრო) მკაცრად არ კონტროლდება, შესაძლოა მიკროსკოპული ნახვრეტები წარმოიქმნას. ეს ნახვრეტები ნახშირბადის გამოყოფისა და ადგილობრივი კოროზიის შედეგად დაზიანების დაწყების წერტილებად იქცევა.

აღმოჩენა:ძირითადი სისქე და ვიზუალური დათვალიერება არასაკმარისია. ფარული ფორიანობის აღმოსაჩენად გამოიყენეთ ჰელიუმის გაჟონვის ტესტები ან ნარჩენი წონის დაკლების ტესტირება მრავალ თერმულ ციკლში.

● ადჰეზიის სიმტკიცე და თერმული დატვირთვისადმი მდგრადობა

SiC-სა და გრაფიტს თერმული გაფართოების განსხვავებული კოეფიციენტები აქვთ. თუ საფარში ნარჩენი დაძაბულობა მინიმუმამდე არ არის დაყვანილი, ან ზედაპირის გაუხეშება/წინასწარი დამუშავება არასაკმარისია, თერმული ციკლის დროს შეიძლება მოხდეს დელამინაცია.

საუკეთესო პრაქტიკა:დაფარვის დაწყებამდე გადაამოწმეთ ქვიშით აფეთქებით და ულტრაბგერითი გაწმენდა და თერმული დატვირთვის გამძლეობა რეალური ღუმელის ციკლით.

უკმარისობის გავრცელებული რეჟიმები და მათი გავლენა კრისტალზე

წარმოების პროცესში, როდესაც ტილო ითიშება, შედეგად მიღებული ზემოქმედება ხშირად არა მხოლოდ რამდენიმე ppm-ია, არამედ სრული პარტიის დაკარგვა და სიმძლავრის რამდენიმე კვირიანი შეფერხება. ეს არ არის მხოლოდ მატერიალური საკითხი - ეს სისტემის სტაბილურობის პრობლემაა.