படிக வளர்ச்சிக்கான சரியான கிராஃபைட் மூசையைத் தேர்ந்தெடுப்பது: ஒரு நடைமுறை வழிகாட்டி

உலகில்படிக வளர்ச்சிSiC, GaN, நீலக்கல் அல்லது பிற மேம்பட்ட பொருட்கள் என எதுவாக இருந்தாலும், கிராஃபைட் உலைக்கலன் என்பது வெறும் ஒரு கொள்கலன் மட்டுமல்ல. அது ஒரு வெப்ப எல்லை, ஒரு வினை இடைமுகம், மற்றும் தூய்மைக்கான ஒரு வாயில்காப்பாளர். சரியான உலைக்கலனைத் தேர்ந்தெடுப்பது, விளைச்சல், படிகத்தின் தரம் மற்றும் உலையின் நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும்.

உயர்-வெப்பநிலை படிக வளர்ச்சிக்காக கிராஃபைட் மூசைகளைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது கவனிக்க வேண்டிய முக்கிய காரணிகளைப் புரிந்துகொள்ள, இந்த வழிகாட்டி செயல்முறைப் பொறியாளர்கள், ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டுக் குழுக்கள் மற்றும் கொள்முதல் மேலாளர்களுக்கு உதவுகிறது.

கிராஃபைட் மூசைகள் ஏன் தொழில்துறையின் தரநிலையாக உள்ளன?

கிராஃபைட் அதன் பின்வரும் பண்புகளின் காரணமாக படிக வளர்ச்சியில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது:

• உயர் வெப்பக் கடத்துத்திறன் மற்றும் சீரான வெப்பப் பரவல்

• வெப்ப அதிர்ச்சிக்கு சிறந்த எதிர்ப்புத்திறன், குறிப்பாக உயர் வெப்பநிலை சுழற்சியின் போது.

• சிக்கலான வடிவவியல்களுக்கு ஏற்ப தனிப்பயனாக்கும் வசதி மற்றும் பூச்சு அமைப்புகளுடன் (எ.கா., SiC அல்லது TaC பூச்சுகள்) ஒருங்கிணைத்தல்.

• உலோக பீங்கான்கள் அல்லது வெப்பத்தடுப்பு உலோகக் கலவைகளுடன் ஒப்பிடும்போது ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த விலை

ஆனால் அது குறைபாடற்றது அல்ல. கிராஃபைட் சுற்றுப்புற வாயுக்களுடன் வினைபுரியலாம், அதிக வெப்பநிலையில் பதங்கமாகலாம், மேலும் சரியாக சுத்திகரிக்கப்படாவிட்டாலோ அல்லது பூசப்படாவிட்டாலோ அசுத்தங்களை வெளியிடலாம்.(1)

மூசையைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது கவனிக்க வேண்டிய முக்கிய விஷயங்கள்

1. வெப்பநிலை வரம்பு மற்றும் நிலைத்தன்மை

• சாதாரண கிராஃபைட் சுமார் 2000°C வரை வெப்பத்தைத் தாங்கக்கூடியது, ஆனால் SiC-இன் பதங்கமாதல் வளர்ச்சிக்கு (>2200°C), பூச்சு பூசப்பட்ட மூசைகள் (எ.கா., TaC, SiC) அவசியமானவை.
• நீண்ட வளர்ச்சிச் சுழற்சிகளுக்கு, பரிமாண நிலைத்தன்மையும் நெகிழ்ச்சிக்கு எதிரான எதிர்ப்பும் இன்றியமையாதவை.

2.பொருள் இணக்கத்தன்மை

• இந்தச் செயல்முறையில் சிலிக்கான், கார்பன், ஹாலோஜன்கள் அல்லது ஹைட்ரஜன் ஆகியவை ஈடுபடுகின்றனவா? ஒவ்வொன்றும் கிராஃபைட்டை வெவ்வேறு விதமாகத் தாக்கக்கூடும்.
• சிலிக்கான் அடிப்படையிலான செயல்முறைகள், மாசுபடுதல் மற்றும் அரிமானத்தைத் தடுப்பதற்காக SiC பூச்சுகளால் பெரும்பாலும் பயனடைகின்றன.

3. தூய்மை மற்றும் மாசு கட்டுப்பாடு

• ஆற்றல் மின்னணுவியல் மற்றும் குறைக்கடத்தி அடி மூலக்கூறுகளுக்கு உயர் தூய்மை கொண்ட கிராஃபைட் (>99.99%) அவசியமாகும்.
• பொருள் இடம்பெயர்வு (எ.கா., போரான், அலுமினியம், இரும்பு) படிகத்தின் தரத்தைக் குறைக்கக்கூடும் எனில், பூச்சு பூசப்பட்ட மூசைகளைக் கருத்தில் கொள்ளுங்கள்.

4. பூச்சு வகை

• SiC பூச்சு: SiC படிக வளர்ச்சிக்குப் பொதுவானது; நல்ல வெப்பப் பொருத்தம், வேதியியல் ரீதியாக மந்தமானது.
• TaC பூச்சு: மிக அதிக வெப்பநிலைகளுக்கு ஏற்றது; சிறந்த அரிப்பு மற்றும் பரவல் தடுப்பை வழங்குகிறது.
• கலப்பினப் பூச்சுகள்: குறிப்பிட்ட வாயு நிலை வினைகளுக்கான தனிப்பயனாக்கப்பட்ட அடுக்குத் தீர்வுகள்

5. வெப்ப சுயவிவரம் மற்றும் உலை ஒருங்கிணைப்பு

• மூசையின் வடிவியல், வெப்பநிலைச் சீர்மையையும் வளர்ச்சி மண்டலத்தின் நிலைத்தன்மையையும் பாதிக்கிறது.
• வெப்ப மண்டல உருவகப்படுத்துதல் மற்றும் CFD மாதிரியாக்கத்தின் அடிப்படையில் மூசை வடிவமைப்பை உகந்ததாக்குங்கள்.

தவிர்க்க வேண்டிய பொதுவான தவறுகள்

• தீவிரமான சூழல்களில் பூச்சு இல்லாத கிராஃபைட்டைப் பயன்படுத்துதல்விரைவான சிதைவு, மாசுபடுதல் மற்றும் குறைவான மீள்நிகழ்வுத்தன்மை.

• பூச்சின் தடிமன் அல்லது சீரான தன்மையைக் குறைத்து மதிப்பிடுதல்மெல்லிய அல்லது சீரற்ற பூச்சுகள் முன்கூட்டியே பழுதடைவதற்கு வழிவகுக்கும்.

• வெப்ப விரிவாக்கப் பொருத்தமின்மையைப் புறக்கணித்தல்மேற்பூச்சு மற்றும் அடித்தளப் பூச்சுப் பொருந்தாமையின் காரணமாக, நீண்ட காலப் பயன்பாட்டில் விரிசல் அல்லது அடுக்குகள் பிரிதல் ஏற்படுதல்.

பராமரிப்பு மற்றும் ஆயுட்காலக் குறிப்புகள்

• வாயு வெளியேற்றத்தைக் குறைக்க, முதல் முறை பயன்படுத்துவதற்கு முன்பு மூசைகளை முன்கூட்டியே சூடுபடுத்தவும்.

• ஒவ்வொரு முறை பூச்சுப் பணி முடிந்த பிறகும், குறிப்பாக விளிம்புகள் மற்றும் மூலைகளில், பூச்சின் உறுதித்தன்மையைத் தவறாமல் பரிசோதிக்கவும்.

• உலைக்கலனின் சுழற்சி எண்ணிக்கை மற்றும் சிதைவுப் போக்கைக் கண்காணிக்கவும்—எல்லாச் செயலிழப்புகளும் வெளிப்புறமாகத் தெரிவதில்லை.

பயன்பாடு சார்ந்த பரிந்துரைகள்