Тигель з покриттям TaC для вирощування кристалів AlN

Третє покоління напівпровідникових матеріалів AlN належить до прямозонних напівпровідників, його смуга пропускання 6,2 еВ, з високою теплопровідністю, питомим опором, напруженістю поля пробою, а також чудовою хімічною та термічною стабільністю, є не лише важливим синім світлом, ультрафіолетовими матеріалами , або електронні пристрої та інтегральні схеми, важливе пакування, діелектрична ізоляція та ізоляційні матеріали, особливо для високотемпературних пристроїв великої потужності. Крім того, AlN і GaN мають хорошу теплову та хімічну сумісність, AlN, який використовується як епітаксіальна підкладка GaN, може значно зменшити щільність дефектів у пристроях GaN, покращити продуктивність пристрою.

Зараз у світі є можливість вирощувати злитки AlN діаметром 2 дюйми, але ще є багато проблем, які потрібно вирішити для вирощування кристалів більшого розміру, і матеріал тигля є однією з проблем.

Метод PVT для вирощування кристалів AlN у високотемпературному середовищі, газифікація AlN, транспортування газової фази та рекристалізація здійснюються у відносно закритих тиглях, тому стійкість до високих температур, стійкість до корозії та тривалий термін служби стали важливими показниками матеріалів тиглів для Зростання кристалів AlN.

На даний момент доступними матеріалами для тиглів є переважно тугоплавкий метал W і TaC кераміка. Тиглі W мають короткий термін служби через повільну реакцію з AlN і ерозію карбонізації в печах з атмосферою C. В даний час реальні матеріали для вирощування кристалів AlN в основному зосереджені на матеріалах TaC, які є бінарною сполукою з найвищою температурою плавлення з чудовими фізичними та хімічними властивостями, такими як висока температура плавлення (3880 ℃), висока твердість за Віккерсом (>9,4). ГПа) і високий модуль пружності; він має відмінну теплопровідність, електропровідність і стійкість до хімічної корозії (тільки розчинений у змішаному розчині азотної та фтористоводневої кислот). Застосування TaC в тиглях має дві форми: одна - сам тигель TaC, а інша - як захисне покриття графітового тигля.

Тигель TaC має такі переваги, як висока чистота кристалів і невелика втрата якості, але тигель складно формувати та має високу вартість. Дослідники віддали перевагу графітовому тиглу з покриттям TaC, який поєднує легку обробку графітового матеріалу та низьке забруднення тигля TaC, і його успішно застосували для вирощування кристалів AlN і кристалів SiC. Завдяки подальшій оптимізації процесу нанесення покриття TaC і покращенню якості покриття,Графітовий тигель з покриттям TaCбуде першим вибором для тигля для вирощування кристалів AlN, який має велике дослідницьке значення для зниження вартості вирощування кристалів AlN.