‌Optimalizace defektů a čistoty v krystalech SIC tac povlakem

1. Hustota vady se významně snížila

TheTAC povlakTéměř zcela eliminuje jev zapouzdření uhlíku izolací přímého kontaktu mezi grafitovým kelímkem a tání SIC, což významně snižuje hustotu defektu mikrotrub. Experimentální údaje ukazují, že hustota defektů mikrotrubiny způsobené uhlíkovým povlakem v krystalech pěstovaných v TAC potažených kelímcích je snížena o více než 90% ve srovnání s tradičními grafitovými kelímky. Povrch krystalu je rovnoměrně konvexní a na okraji není žádná polykrystalická struktura, zatímco běžné grafitové kelímky mají často polykrystalizaci okrajů a krystalickou depresi a další defekty.

2. Inhibice nečistot a zlepšení čistoty

Materiál TAC má vynikající chemickou setrvačnost pro páry SI, C a N a může účinně zabránit nečistotám, jako je dusík v grafitu v difúzi do krystalu. Testy GDMS a Hall ukazují, že koncentrace dusíku v krystalu se snížila o více než 50%a odpor se zvýšil na 2-3krát vyšší než u tradiční metody. Ačkoli bylo začleněno stopové množství prvku TA (atomový poměr <0,1%), celkový celkový obsah nečistoty byl snížen o více než 70%, což významně zlepšilo elektrické vlastnosti krystalu.

3. morfologie krystalů a uniformita růstu

Povlak TAC reguluje teplotní gradient na rozhraní růstu krystalů, což umožňuje růstu krystalu na konvexním zakřiveném povrchu a homogenizaci rychlosti růstu okraje, čímž se zabrání fenoménu polykrystalizace způsobené nadměrným chlazením okraje v tradičních grafitových kruzích. Skutečné měření ukazuje, že odchylka průměru krystalického ingotu pěstovaného v kelímku potaženém TAC je ≤ 2%a krystalová povrchová rovina (RMS) se zlepšuje o 40%.

Regulační mechanismus povlaku TAC na vlastností přenosu tepelného pole a přenosu tepla

Porovnání výkonu tac povlaku s jinými materiály kelímku

‌ Materiální typ‌	‌TEMPEMPERATURE ODPOVĚDNOST‌	‌Chemická inertnost‌	‌Mechanická síla‌	‌ Hustota defektu	‌ Scénáře typických aplikací
‌Tac potažený grafit	≥ 2600 ° C.	Žádná reakce s párou SI/C	Mohs tvrdost 9-10, silný odpor tepelného šoku	<1 cm⁻² (mikropipy)	Růst s vysokým obsahem 4H/6H-Sic
‌Bare Graphite	≤200 ° C.	Korodováno uvolňováním páry SI	Nízká síla, náchylná k praskání	10-50 cm⁻²	Nákladově efektivní substráty SIC pro napájecí zařízení
‌Sic potažený grafit	≤1600 ° C.	Reaguje s formováním Sic₂ při vysokých teplotách	Vysoká tvrdost, ale křehké	5-10 cm⁻²	Balicí materiály pro polovodičové polovodiče
‌Bn Crucible	<2000k	Uvolňuje nečistoty N/B.	Špatná odolnost proti korozi	8-15 cm⁻²	Epitaxiální substráty pro sloučené polovodiče

TAC povlak dosáhl komplexního zlepšení kvality krystalů SIC prostřednictvím trojitého mechanismu chemické bariéry, optimalizace tepelného pole a regulace rozhraní

• Hustota mikrotrubí kontroly vad je menší než 1 cm⁻² a uhlíkový povlak je zcela eliminován
• Zlepšení čistoty: Koncentrace dusíku <1 × 10⁷ cm⁻³, odpor> 10⁴ Ω · cm;
• Zlepšení uniformity tepelného pole v účinnosti růstu snižuje spotřebu energie o 4% a prodlužuje život kelímku o 2 až 3krát.