Litšebeliso tsa ho Koahela TaC ho Thekiso ea Semiconductor ea GaN/SiC

Sekoahelo sa TaC ke lera la letsopa le sebetsang hantle, la bohlokoa bakeng sa tlhahiso e tsoetseng pele ea semiconductor. Se bohlokoa bakeng sa kholo ea kristale e le 'ngoe ea SiC le lits'ebetso tsa kholo ea epitaxial ea GaN/SiC. 'Maraka oa semiconductor oa GaN/SiC o ntse o atoloha ka potlako. 'Maraka ona o fihlile ho USD 7.523 bilione ka 2024. Litsebi li rera CAGR ea 16.56% ho tloha ka 2025-2035.

Lintlha tsa Bohlokoa

• Sekoahelo sa TaCke lera le ikgethang. E thusa ho etsa hore di-chip tsa khomphutha di be betere. E sebetsa hantle dibakeng tse chesang haholo.
• Sekoahelo sena se thibela lintho tse mpe ho kena ka har'a li-chip. Se etsa hore li-chip li hloeke 'me li be matla.
• Sekoahelo sa TaC se betere ho feta thepa e meng. Se thusa ho etsa di-chip tse ntle tse ngata. Sena se etsa hore dikhomphutha le difouno di sebetse hantle.

Ho Utloisisa TaC Coating: Thepa le Tshebetso

Ho Hlalosa TaC Coating le Litšobotsi tsa eona tsa Bohlokoa

Sekoahelo sa TaCke lera la letsopa le sebetsang hantle haholo. Tantalum carbide (TaC) e sebetsa e le lera la yonakarolo ea mantlha ea lik'hemik'haleBafuputsi ba batlisisaSistimi ea Ta-CN, moo TaC1-xNx e emelang sebopeho sa lik'hemik'hale. Sebopeho sa motheo sa liteko ke Ta-C e hlophisitsoeng ke fcc. Meaho e tsitsitseng ea binary e kenyelletsa fcc-TaC le hex-TaN. Libaka tse se nang tšepe li bohlokoa ho feta libaka tse se nang tšepe bakeng sa ho tsitsisa sebopeho sa cubic ho Ta-C. Ho tlosoa ha mouoane oa 'mele (PVD) ho ka tsitsisa Ta-CN e hlophisitsoeng ke fcc ka lebaka la kinetics e fokolang haholo le ho hlahisoa ha liphoso tsa sebopeho. Phetoho ea mohato ho tloha ho fcc-Ta1-y-zCyNz ea mohato o le mong ho ea ho fcc hammoho le hex Ta1-y-zCyNz e etsahala hoo e ka bang x=0.68 ho notation ea TaC1-xNx. Bahlahisi ba lokisa liphahlo tsa TaC kamefuta e mene ea meaho ea kristalehodima metsoako ya khabone/khabone. Meaho ena e kenyelletsa sebopeho sa kristale ya acicular, e bontshang ho hanyetsa ho betere ha ablation.

Thepa ena e boetse e bonts'a thepa e khahlang ea mechini. Mohlala, seaparo se nang le mekhahlelo e mengata se nang le Ta(C,N) (305 nm modulation) se bontša boima ba24.5 ± 0.8 GPale Modulus ea Young ea 263.2 ± 16.6 GPa. TaC0.71 e bontša boima ba39.3 ± 1.0 GPa, ka litekanyo tse ling tse fihlang ho 40 GPa. Modulus ea eona ea ho kenella ke 430 GPa, 'me Modulus ea Young e baliloeng bakeng sa TaC ke hoo e ka bang 500 GPa.

Ho tsitsa ho ikhethang ha mocheso o phahameng oa TaC Coating

Thepa ena e ipabola haholo maemong a mocheso o feteletseng. E lula e tsitsitse mochesong o fetang 2000°C. Sebaka sa eona sa ho qhibiliha se fihla boemong bo tsotehang4273°C, e leng se etsang hore e be e 'ngoe ea metsoako e phahameng ka ho fetisisa e hanelang mocheso e tsejoang. Thepa ena e na le mocheso o phahameng ka ho fetisisa oa ts'ebetsomocheso o fetang 2200°C.

TaC e bonts'a e 'ngoe ea libaka tse phahameng ka ho fetisisa tsa ho qhibiliha har'a thepa e tsejoang, e lekanngoang ka tekanyo e tsotehang4041 K. Sebaka sena sa ho qhibiliha se feta thepa e meng e mengata e hanyetsang, ho kenyeletsoa le tungsten. Liteko tsa laboratori li tiisa bokhoni ba TaC ba ho boloka botsitso ba sebopeho mochesong o fetang 3000°C. TaC e feta liphahlo tsa ceramic le tsa alloy ea tšepe ka ho boloka botsitso ba sebopeho mochesong ona o feteletseng. Leha mocheso oa eona oa ho qhibiliha (4041 K) o le tlase ho feta oa HfC, TaC e lula e bontša khanyetso e phahameng ea mocheso le botsitso ba lik'hemik'hale ha e bapisoa le liphahlo tsa setso tsa ceramic le alloy ea tšepe.

Khanyetso ea Lik'hemik'hale le Bohloeki bo Phahameng ba TaC Coating

Liaparo tsa TaC lia bontšabotsitso bo botle ba lik'hemik'hale. Li hanela ka katleho liketso tse bakoang ke lintho tse fapaneng tse senyang, ho kenyeletsoa li-acid le metheo. Tšobotsi ena e li etsa khetho e tšepahalang bakeng sa lits'ebetso tse thata tsa indasteri. Li-coat tsa TaC li bontšabotsitso bo botle ba lik'hemik'hale, e bontsha ho hanyetsa di-acid, di-alkali, matswai le di-reagent tsa tlhaho. Ho feta moo, ha di angwe ke ditshipi tse qhibidihisitsweng, slag le dintho tse ding tse senyang. Dikobo tsa TaC di na le tsonabotsitso bo matla ba lik'hemik'hale, e li nolofalletsang ho mamella liketso tse ngata tsa lik'hemik'hale, haholo-holo tse amanang le li-acid le li-base.

Bohloeki bo phahameng ke tšobotsi e 'ngoe ea bohlokoa ea thepa ena. Bahlahisi ba rala liphahlo tsa TaC hofokotsa litšilatse kang titanium, boron, le aluminium. Lihlahisoa tse sebelisang liphahlo tsa TaC li bontša khabone e nyane, oksijene, naetrojene le litšila tse ling, tse tlatsetsang kholong e hloekileng ea kristale. Maemo a litšila a liphahlo tsa TaC a ka ba tlase ho fihlela ho <5 ppm, a tlase haholo ho feta a SiC kapa graphite e se nang letho (e ka bang le oksijene ea 260 ppm).

Ho Tšoarella ha TaC Coating ka Mocheso le Mekaniki

Thepa ena e na le phallo e kholo ea mocheso. E lekanya hoo e ka bang22 W·m⁻¹·K⁻¹. Metswakong ya W-TaC, phetiso ya mocheso ya TaC e tloha ho15–35 W·m⁻¹·K⁻¹mochesong oa 750 °C, 850 °C, le 950 °C. Phepelo ena e phahameng ea mocheso e thusa ka katlehoho qhala mochesonakong ea lits'ebetso tsa mocheso o phahameng. E boetse e thibela ho chesa haholo sebakeng seo.

Ho tšoarella ha thepa ena ka mechine le hona hoa hlokomeleha. Sekoahelo sa NiCrBSi + Ta se bontšitsoe.ho tiea ha ho robeha ho hoholo le khanyetso e ntlafetseng ea ho robeha ha khohlela le ho khomarelaha e bapisoa le seaparo sa NiCrBSi se se nang tantalum. Tantalum e eketsa ho hanyetsa ho tsofala ha liaparo tse thehiloeng ho Ni ka ho etsa likaroloana tse ntle tsa TaC. Bakeng sa li-carbide tse entsoeng ka samente tsa WC–6Co, ho eketsoa0.6 wt% TaCe bakile ho hanyetsa ho robeha hantle, e leng se ileng sa fokotsa tahlehelo ea boima ba ho robeha ho fihlela ho 0.15 mg le ho fihlella coefficient e tsitsitseng ea khohlano ea hoo e ka bang 0.3. A (Ta,Zr,Nb)C ceramic ea mokhahlelo o le mong e bontšitse ho tiea ha ho robeha ha2.9 MPa m1/2mochesong oa kamore.

Ho koahela TaC ho Mekhoa e Tsoetseng Pele ea Semiconductor ea GaN/SiC

Ho Ntlafatsa Kgolo ea SiC Single Crystal ka TaC Coating

Sekoahelo sa TaCe bapala karolo ea bohlokoa ho ntšetseng pele kholo ea kristale e le 'ngoe ea SiC. E ntlafatsa boleng ba kristale haholo 'me e fokotsa liphoso. Mohlala, e fokotsa liphoso tsa micropipe ho fihlela ho99.7%. E boetse e fokotsa ho senyeha ha mathoko a khoele ka 80.5%. Likoahelo tsa TaC li thibela ho senyeha ha likarolo tsa graphite moeeng o matla, o nang le mocheso o phahameng oa silicon. Graphite e sa koaheloang e senya, e lokolla likaroloana tsa carbon. Likaroloana tsena li lebisa ho kenngoeng ha carbon le ho eketsa liphoso likristale tsa SiC tse ntseng li hola. Ka ho sireletsa graphite, likoahelo tsa TaC li netefatsalikristale tse hloekileng.

Tšebeliso ea lipeipi tsa TaC e fella ka likristale tse le 'ngoe tsa SiC tse nang le litšila tse fokolang tsa khabone, oksijene le naetrojene. E fokotsa liphoso tsa moeli 'me e ntlafatsa ho ts'oana ha resistivity. Ho feta moo, e fokotsa haholo bongata ba li-micropores le likoti tsa ho fata.Lithuto tsa indasterili bontša hore sekoahelo sa TaC se rarolla liphoso tsa moeli oa kristale. E boetse e fokotsa monyetla oa ho thehoa ha polycrystalline moeling oa likristale tsa SiC. Lipatlisiso tse tsoang Univesithing ea Europe Bochabela Korea li tiisa hore li-crucible tsa graphite tse koahetsoeng ka TaC li fokotsa ho kenngoa ha naetrojene ka katleho. Ketso ena e fokotsa tlhahiso ea li-microtubules le liphoso tse ling. Li-crucible tse koahetsoeng ka TaC li boloka boima bo sa fetoheng le ponahalo e sa fetoheng kamora tšebeliso ea nako e telele. Bahlahisi ba ka li sebelisa hape ka makhetlo a mangata. Li fana ka bophelo ba tšebeletso ba ho fihlela hoLihora tse 200, ho ntlafatsa botsitso le bokgoni tshebetsong ya tlhahiso.

Ho ntlafatsa Khōlo ea Epitaxial ea GaN/SiC ka TaC Coating

Ho koahela TaC ho bohlokoa ka ho lekana bakeng sa ho ntlafatsa kholo ea epitaxial ea GaN/SiC. Ts'ebetso ena e hloka tikoloho e tsitsitseng haholo le e hloekileng ho fihlela likarolo tsa GaN tsa boleng bo holimo holim'a li-substrate tsa SiC. Botsitso bo ikhethang ba mocheso o phahameng ba TaC bo netefatsa hore likarolo tsa ts'ebetso li lula li le hantle ka sebopeho. Botsitso bona bo thibela ho senyeha ha thepa esita le mochesong o phahameng o hlokahalang bakeng sa epitaxy. Ho tsamaisa ha eona mocheso ka mokhoa o phahameng ho thusa ho boloka kabo e nepahetseng le e ts'oanang ea mocheso ho pholletsa le substrate. Ho tšoana hona ho bohlokoa bakeng sa botenya bo tsitsitseng ba filimi le sebopeho sa kristale.

Ho se sebetse ha lik'hemik'hale ha sekoahelo sa TaC ho thibela liketso tse sa batleheng pakeng tsa likhase tsa ts'ebetso le likarolo tsa reactor. Liketsahalo tse joalo li ka hlahisa litšila lera le ntseng le hola la GaN. Ka ho fana ka bokaholimo bo tsitsitseng le bo sa arabeleng, TaC e khothalletsa tikoloho e hloekileng ea kholo. Tikoloho ena ea bohlokoa bakeng sa ho fihlela thepa ea motlakase e lakatsehang le ts'ebetso ea lisebelisoa tsa GaN. Ho tšoarella ha mechini ha TaC ho boetse ho thusa ho phela nako e telele ha likarolo tsa reactor. Ho tšoarella hona ho fokotsa nako ea ho se sebetse le tlhokomelo, ho ntlafatsa ts'ebetso ea kholo ea epitaxial ka kakaretso.

Ho Thibela Tšilafalo le ho Ntlafatsa Poelo ka TaC Coating

Ho thibela tšilafalo ho bohlokoa haholo tlhahisong ea li-semiconductor, 'me sekoahelo sa TaC se ipabola haholo sebakeng sena.tlhaho e se nang lik'hemik'haleea sekoahelo sa TaC e thibela liketso tse sa batleheng. Liketsahalo tsena li ka kenya litšila tikolohong ea kholo. E sebetsa e le tšitiso e matla khahlanong le litšila tse kantle. Thepa ena e netefatsa tlhahiso ea likristale tse hloekileng haholo. Seaparo sa TaC se sebetsana le tšilafalo le liphoso tsa moeli ka ho theha lera le sireletsang. Lera lena le hanela ho beoa ha thepa le ho khomarela likaroloana. Le fokotsa ho kenngoa ha litšila 'me le fokotsa monyetla oa liphoso tsa moeli tse hlahang libakeng tse sa koaheloang.

Bohloeki bo phahameng haholo ba lipeipi tsa TaC, tse nang le maemo a litšila a tlase ho <5 ppm, li fetolela ka ho toba ho thepa e hloekileng ea SiC le GaN. Bohloeki bona bo fokotsa ho ata ha liphoso tse fapaneng, ho kenyeletsoa le li-micropores le likoti tsa etch.Lipatlisiso tse tsoang Univesithing ea Europe Bochabela Koreae bontša hore li-crucible tsa graphite tse koahetsoeng ka tantalum carbide (TaC) li fokotsa ho kenngoa ha naetrojene ka katleho likristaleng tsa SiC. Moeli ona o fokotsa ka ho toba liphoso tse kang li-micropipe, ka hona o ntlafatsa boleng ba kristale. Ka ho fokotsa tšilafalo le liphoso, sekoahelo sa TaC se ntlafatsa haholo tlhahiso e akaretsang ea li-wafer tsa semiconductor tsa boleng bo holimo. Ntlafatso ena e lebisa tlhahisong ea lisebelisoa tse tšepahalang le tse sebetsang hantle.

Hobaneng ha TaC Coating e Phahamisa Mekhoa e Meng

Papiso ea Tshebetso: TaC Coating vs. SiC Coating le Bare Graphite

Sekoahelo sa TaCE fana ka melemo e meholo ho feta thepa e meng e kang ho koahela SiC le graphite e se nang letho tlhahisong ea semiconductor. Thepa ea eona e phahameng e etsa hore e be khetho e ratoang bakeng sa lits'ebetso tse hlokang tlhokomelo e ngata. Ho koahela TaC ho fana ka ts'ebetso e ntlafalitsoeng libakeng tsa bohlokoa. Libaka tsena li kenyelletsa botsitso ba mocheso o phahameng, ho hanyetsa lik'hemik'hale le bohloeki. Melemo ena e fetolela ka kotloloho ho ntlafatso ea ts'ebetso le boleng ba sehlahisoa.

Maemo a Phahameng a Khanyetso ea Etch le a Litšila a TaC Coating

Ho koahela TaC ho bontša ho hanyetsa ho hoholo ha ho tjhesa. Thepa ena ke ea bohlokoa bakeng sa likarolo tse sebetsang libakeng tse thata tsa plasma. Li-coat tsa CVD TaC li fana ka khanyetso e ntle khahlanong le ho bola ha lik'hemik'hale le ho senyeha ha mocheso bakeng sa lisebelisoa tsa ho tjhesa. Khanyetso ena e netefatsa botšepehi ba sebopeho sa lisebelisoa libakeng tsa plasma, e leng se lumellang ho tjhesa ka nepo. Thepa ea ho thibela ho khomarela ea seaparo sena e boetse e fokotsa tšilafalo ea likaroloana, e ntlafatsa ts'epo ea ts'ebetso. Ka kakaretso, li-coat tsa TaC li fokotsa ho tsofala ha lisebelisoa le ho ntlafatsa katleho ea tlhahiso, li eketsa nako ea bophelo ea likarolo lits'ebetsong tsa plasma. Li-coat tsa Tantalum carbide (TaC) li eketsa nako ea bophelo ea likarolo libakeng tsa plasma haholo. Li sebetsa e le mokoallo o sireletsang. Li sireletsa likarolo tsa semiconductor joalo ka li-electrode, li-sensor le likamore ho senyeha. Ho senyeha hona ho bakoa ke likhase tse senyang, mocheso o phahameng le lits'ebetso tsa lik'hemik'hale. Likamore tsa ho tjhesa tse koahetsoeng ka TaC li hanela libaka tsa plasma tse senyang nakong ea tlhahiso ea semiconductor. Khanyetso ena e netefatsa hore lisebelisoa li phela nako e telele le botšepehi ba ts'ebetso. Tšireletso ena e fokotsa nako ea ho sebetsa, tlhokomelo le litšenyehelo tsa ho nkela sebaka, e ntlafatsa tlhahiso ka kakaretso. Ho feta moo, li-coat tsa TaC li ithorisa ka bohloeki bo phahameng haholo, ka maemo a litšila hangata a ka tlase ho 5 ppm. Boemo bona bo tlase haholo ho feta SiC coating kapa bare graphite, e ka bang le oksijene e fihlang ho 260 ppm.

Ho Hanela ho Shoa ha Thermal le Bokhoni bo Holimo ba Thempereichara ba TaC Coating

Lipontšo tsa ho koahela TaCho hanyetsa hantle ho ts'oaroa ke mocheso. Thepa ena e molemo haholo bakeng sa thepa e feto-fetohang ka potlako le ka bohlokoa mochesong. E netefatsa ts'epo ea tsona le ts'ebetso maemong a thata. Thepa ena e boloka botsitso ba eona esita le tlas'a potoloho e matla ea mocheso.Mocheso o phahameng ka ho fetisisa oa ts'ebetso oa eona o boetse o feta mekhoa e meng.

Ho koahela ka TaC ho fokotsa tšilafalo haholo 'me ho ntlafatsa tsamaiso ea mocheso tlhahisong ea li-semiconductor. E fana ka ts'ebetso e phahameng ha e bapisoa le thepa ea setso joalo ka ho koahela ka SiC le graphite e se nang letho. Thepa ena e tsoetseng pele e bohlokoa bakeng sa ho ntlafatsa chai le ts'epo lits'ebetsong tsa li-semiconductor tsa GaN/SiC, e leng se susumetsang tsoelo-pele indastering.

LBH

Mosebetsi oa mantlha oa ho koahela TaC ke ofe tlhahisong ea semiconductor?

Sekoahelo sa TaCe sebetsa e le lera la letsopa le sebetsang hantle. E sireletsa likarolo, e fokotsa tšilafalo, 'me e laola mocheso ka katleho. Sena se netefatsa maemo a matle bakeng sa kholo ea kristale.

Sekoahelo sa TaC se bapisoa joang le sekoahelo sa SiC le graphite e se nang letho?

Sekoahelo sa TaC se fana ka botsitso bo phahameng ba mocheso o phahameng, ho hanyetsa lik'hemik'hale, le bohloeki bo phahameng haholo. Se feta sekoahelo sa SiC le graphite e se nang letho lits'ebetsong tsa bohlokoa tsa semiconductor.

Ke melemo efe e tobileng eo sekoahelo sa TaC se e tlisang lits'ebetsong tsa GaN/SiC?

Ho koahela TaC ho ntlafatsa kholo ea kristale e le 'ngoe ea SiC le ho ntlafatsa kholo ea epitaxial ea GaN/SiC. Ho thibela tšilafalo, ho ntlafatsa taolo ea mocheso, le ho eketsa chai le ts'epo ka kakaretso.