TaC povlakový téglik na rast kryštálov AlN

Tretia generácia polovodičových materiálov AlN patrí k polovodičom s priamym pásmom, jeho šírka pásma 6,2 eV, s vysokou tepelnou vodivosťou, merným odporom, silou prierazného poľa, ako aj vynikajúcou chemickou a tepelnou stabilitou, nie je len dôležitým modrým svetlom, ultrafialovým materiálom. alebo elektronické zariadenia a integrované obvody, dôležité obalové, dielektrické izolačné a izolačné materiály, najmä pre vysokoteplotné zariadenia s vysokým výkonom. Okrem toho majú AlN a GaN dobrú tepelnú zhodu a chemickú kompatibilitu, AlN používaný ako epitaxný substrát GaN môže výrazne znížiť hustotu defektov v zariadeniach GaN a zlepšiť výkon zariadenia.

V súčasnosti je svet schopný pestovať ingoty AlN s priemerom 2 palce, ale stále existuje veľa problémov, ktoré treba vyriešiť pri raste väčších kryštálov a jedným z problémov je materiál téglika.

PVT metóda rastu kryštálov AlN vo vysokoteplotnom prostredí, splyňovanie AlN, transport v plynnej fáze a rekryštalizačné činnosti sa vykonávajú v relatívne uzavretých téglikoch, takže odolnosť voči vysokej teplote, odolnosť proti korózii a dlhá životnosť sa stali dôležitými ukazovateľmi materiálov téglikov pre Rast kryštálov AlN.

V súčasnosti dostupnými materiálmi téglikov sú hlavne žiaruvzdorná kovová W a TaC keramika. W tégliky majú krátku životnosť téglika kvôli ich pomalej reakcii s AlN a karbonizačnej erózii v C atmosférických peciach. V súčasnosti sa skutočné materiály téglikov na rast kryštálov AlN zameriavajú hlavne na materiály TaC, čo je binárna zlúčenina s najvyššou teplotou topenia s vynikajúcimi fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami, ako je vysoká teplota topenia (3 880 ℃), vysoká tvrdosť podľa Vickersa (＞9,4 GPa) a vysoký modul pružnosti; má vynikajúcu tepelnú vodivosť, elektrickú vodivosť a odolnosť proti chemickej korózii (rozpúšťa sa len v zmiešanom roztoku kyseliny dusičnej a kyseliny fluorovodíkovej). Aplikácia TaC v tégliku má dve formy: jedna je samotný TaC téglik a druhá je ako ochranný povlak grafitového téglika.

TaC téglik má výhody vysokej kryštálovej čistoty a malej straty kvality, ale téglik sa ťažko formuje a má vysoké náklady. TaC-potiahnutý grafitový téglik, ktorý kombinuje ľahké spracovanie grafitového materiálu a nízku kontamináciu TaC téglika, bol uprednostňovaný výskumníkmi a bol úspešne aplikovaný na rast AlN kryštálov a SiC kryštálov. Ďalšou optimalizáciou procesu povlakovania TaC a zlepšením kvality povlaku saTaC-potiahnutý grafitový téglikbude prvou voľbou pre rastový téglik AlN kryštálov, ktorý má veľkú výskumnú hodnotu na zníženie nákladov na rast kryštálov AlN.