Khi tinh thể silicon carbide phát triển, “môi trường” của giao diện phát triển giữa tâm trục của tinh thể và rìa sẽ khác nhau, dẫn đến ứng suất tinh thể ở rìa tăng lên, và rìa tinh thể dễ hình thành “khuyết tật tổng hợp” do ảnh hưởng của vòng chặn graphite “carbon”. Làm thế nào để giải quyết vấn đề ở rìa hoặc tăng diện tích hiệu dụng của tâm (hơn 95%) là một chủ đề kỹ thuật quan trọng.
Khi các khuyết tật vĩ mô như "ống vi mô" và "tạp chất" dần được ngành công nghiệp kiểm soát, thách thức đặt ra cho các tinh thể cacbua silic là "phát triển nhanh, dài và dày, và phát triển theo chiều cao", các "khuyết tật tổng hợp" ở cạnh trở nên nổi bật bất thường, và cùng với sự gia tăng đường kính và độ dày của các tinh thể cacbua silic, các "khuyết tật tổng hợp" ở cạnh sẽ tăng theo bình phương đường kính và độ dày.
Việc sử dụng lớp phủ tantalum carbide (TaC) nhằm giải quyết vấn đề cạnh và nâng cao chất lượng tăng trưởng tinh thể, đây là một trong những hướng kỹ thuật cốt lõi của “tăng trưởng nhanh, tăng trưởng dày và tăng trưởng theo chiều cao”. Để thúc đẩy sự phát triển của công nghệ ngành và giải quyết sự phụ thuộc vào “nhập khẩu” các vật liệu quan trọng, Hengpu đã đột phá trong công nghệ phủ tantalum carbide (CVD) và đạt đến trình độ tiên tiến quốc tế.
Về mặt thực hiện, việc phủ lớp tantalum carbide (TaC) không khó, có thể dễ dàng thực hiện bằng các phương pháp như thiêu kết, CVD và các phương pháp khác. Phương pháp thiêu kết sử dụng bột tantalum carbide hoặc tiền chất, thêm các thành phần hoạt tính (thường là kim loại) và chất kết dính (thường là polyme mạch dài), phủ lên bề mặt chất nền than chì và thiêu kết ở nhiệt độ cao. Bằng phương pháp CVD, TaCl5+H2+CH4 được lắng đọng trên bề mặt ma trận than chì ở nhiệt độ 900-1500℃.
Tuy nhiên, các thông số cơ bản như định hướng tinh thể của quá trình lắng đọng cacbua tantan, độ dày màng đồng đều, giải phóng ứng suất giữa lớp phủ và ma trận than chì, các vết nứt bề mặt, v.v., lại vô cùng khó khăn. Đặc biệt trong môi trường tăng trưởng tinh thể SIC, tuổi thọ sử dụng ổn định là thông số cốt lõi và là điều khó đạt được nhất.
Thời gian đăng bài: 21/7/2023