Pisau Salutan TaC untuk Pertumbuhan Kristal AlN

Generasi ketiga bahan semikonduktor AlN tergolong dalam semikonduktor celah jalur langsung, lebar jalurnya 6.2 eV, dengan kekonduksian haba yang tinggi, rintangan, kekuatan medan pecahan, serta kestabilan kimia dan haba yang sangat baik, bukan sahaja cahaya biru yang penting, bahan ultraviolet. , atau peranti elektronik dan litar bersepadu, pembungkusan penting, pengasingan dielektrik dan bahan penebat, terutamanya untuk peranti berkuasa tinggi suhu tinggi. Di samping itu, AlN dan GaN mempunyai padanan terma yang baik dan keserasian kimia, AlN digunakan sebagai substrat epitaxial GaN, boleh mengurangkan ketumpatan kecacatan pada peranti GaN dengan ketara, meningkatkan prestasi peranti.

Pada masa ini, dunia mempunyai keupayaan untuk mengembangkan jongkong AlN dengan diameter 2 inci, tetapi masih banyak masalah yang perlu diselesaikan untuk pertumbuhan kristal saiz yang lebih besar, dan bahan pijar adalah salah satu masalah.

Kaedah PVT pertumbuhan kristal AlN dalam persekitaran suhu tinggi, pengegasan AlN, pengangkutan fasa gas dan aktiviti penghabluran semula dijalankan dalam mangkuk pijar yang agak tertutup, jadi rintangan suhu tinggi, rintangan kakisan dan hayat perkhidmatan yang panjang telah menjadi penunjuk penting bahan pijar untuk Pertumbuhan kristal AlN.

Bahan pijar yang ada pada masa ini adalah terutamanya seramik logam tahan api W dan TaC. W crucible mempunyai hayat crucible yang pendek kerana tindak balasnya yang perlahan dengan AlN dan hakisan pengkarbonan dalam relau atmosfera C. Pada masa ini, bahan pijar pertumbuhan kristal AlN sebenar tertumpu terutamanya pada bahan TaC, yang merupakan sebatian binari dengan takat lebur tertinggi dengan sifat fizikal dan kimia yang sangat baik, seperti takat lebur tinggi (3,880 ℃), kekerasan Vickers tinggi (>9.4). GPa) dan modulus keanjalan tinggi; ia mempunyai kekonduksian haba yang sangat baik, kekonduksian elektrik, dan ketahanan terhadap kakisan kimia (hanya dibubarkan dalam larutan campuran asid nitrik dan asid hidrofluorik). Penggunaan TaC dalam mangkuk pijar mempunyai dua bentuk: satu adalah mangkuk pijar TaC itu sendiri dan satu lagi sebagai salutan pelindung pijar grafit.

Pijar TaC mempunyai kelebihan ketulenan kristal yang tinggi dan kehilangan kualiti yang kecil, tetapi mangkuk pijar sukar dibentuk dan mempunyai kos yang tinggi. Kawah grafit bersalut TaC, yang menggabungkan pemprosesan bahan grafit yang mudah dan pencemaran rendah kawah TaC, telah digemari oleh para penyelidik dan telah berjaya digunakan untuk pertumbuhan kristal AlN dan kristal SiC. Dengan mengoptimumkan lagi proses salutan TaC dan meningkatkan kualiti salutan, iaPisau grafit bersalut TaCakan menjadi pilihan pertama untuk pijar pertumbuhan kristal AlN, yang mempunyai nilai penyelidikan yang hebat untuk mengurangkan kos pertumbuhan kristal AlN.