เหตุใดการเคลือบ Tantalum Carbide (TAC) จึงเหนือกว่าการเคลือบซิลิกอนคาร์ไบด์ (SIC) ในการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยว SIC? - Vetek Semiconductor

ดังที่เราทุกคนทราบกันดีว่า SiC ผลึกเดี่ยวซึ่งเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยม ครองตำแหน่งสำคัญในการประมวลผลเซมิคอนดักเตอร์และสาขาที่เกี่ยวข้อง เพื่อปรับปรุงคุณภาพและผลผลิตของผลิตภัณฑ์ผลึกเดี่ยว SiC นอกเหนือจากความต้องการที่เหมาะสมกระบวนการเจริญเติบโตของคริสตัลเดี่ยวเนื่องจากอุณหภูมิการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยวมากกว่า 2400 ℃อุปกรณ์กระบวนการโดยเฉพาะถาดกราไฟท์ที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยว SIC และกราไฟท์เบ้าหลอมในเตาหลอมการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยว SIC และชิ้นส่วนกราไฟท์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องมีความต้องการที่เข้มงวดมากสำหรับความสะอาด . 

สิ่งเจือปนที่แนะนำโดยชิ้นส่วนกราไฟท์เหล่านี้ไปยังผลึกเดี่ยว SIC จะต้องถูกควบคุมต่ำกว่าระดับ PPM ดังนั้นจึงต้องเตรียมการเคลือบต่อต้านมลพิษที่ทนต่ออุณหภูมิสูงบนพื้นผิวของชิ้นส่วนกราไฟท์เหล่านี้ มิฉะนั้นเนื่องจากความแข็งแรงของพันธะระหว่างผลึกที่อ่อนแอและสิ่งสกปรกกราไฟท์สามารถทำให้ผลึกเดี่ยวของ SIC ปนเปื้อนได้อย่างง่ายดาย

เซรามิก TAC มีจุดหลอมเหลวสูงถึง 3880 ° C ความแข็งสูง (Mohs Hardness 9-10) การนำความร้อนขนาดใหญ่ (22W · m^-1· K⁻¹) และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเล็กน้อย (6.6×10⁻⁶K⁻¹- มีความเสถียรทางอุณหเคมีที่ดีเยี่ยมและคุณสมบัติทางกายภาพที่ดีเยี่ยม และมีความเข้ากันได้ทางเคมีและทางกลที่ดีกับกราไฟท์และคอมโพสิต C/C- เป็นวัสดุเคลือบป้องกันมลพิษในอุดมคติสำหรับชิ้นส่วนกราไฟท์ที่จำเป็นสำหรับการเติบโตของผลึกเดี่ยว SiC

เมื่อเทียบกับเซรามิก TAC การเคลือบ SIC เหมาะสำหรับการใช้งานในสถานการณ์ที่ต่ำกว่า 1800 ° C และมักจะใช้สำหรับถาด epitaxial ต่างๆโดยทั่วไปจะเป็นถาด epitaxial LED และถาด epitaxial ซิลิกอนคริสตัลเดี่ยว

ผ่านการวิเคราะห์เชิงเปรียบเทียบโดยเฉพาะการเคลือบแทนทาลัมคาร์ไบด์ (TaC)เหนือกว่าการเคลือบซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC)ในกระบวนการของการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยว SIC 

ในด้านต่อไปนี้เป็นหลัก:

●  ทนต่ออุณหภูมิสูง:

การเคลือบ TAC มีความเสถียรทางความร้อนสูงกว่า (จุดหลอมเหลวสูงถึง 3880 ° C) ในขณะที่การเคลือบ SIC เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำ (ต่ำกว่า 1800 ° C) นอกจากนี้ยังกำหนดว่าในการเติบโตของผลึกเดี่ยว SIC การเคลือบ TAC สามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงมาก (สูงถึง 2400 ° C) ที่ต้องการโดยกระบวนการขนส่งไอทางกายภาพ (PVT) ของการเจริญเติบโตของผลึก SIC

●  ความเสถียรทางความร้อนและความเสถียรทางเคมี:

เมื่อเปรียบเทียบกับการเคลือบ SiC แล้ว TaC มีความเฉื่อยทางเคมีและความต้านทานการกัดกร่อนสูงกว่า นี่เป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันปฏิกิริยากับวัสดุที่ใส่ตัวอย่างได้และรักษาความบริสุทธิ์ของผลึกที่กำลังเติบโต ในขณะเดียวกัน กราไฟท์ที่เคลือบ TaC มีความต้านทานการกัดกร่อนทางเคมีได้ดีกว่ากราไฟท์ที่เคลือบ SiC สามารถใช้งานได้อย่างเสถียรที่อุณหภูมิสูง 2600° และไม่ทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบโลหะหลายชนิด เป็นการเคลือบที่ดีที่สุดในการเติบโตของผลึกเดี่ยวของเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามและการกัดเวเฟอร์ ความเฉื่อยของสารเคมีนี้ช่วยปรับปรุงการควบคุมอุณหภูมิและสิ่งสกปรกในกระบวนการได้อย่างมาก และเตรียมเวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์คุณภาพสูงและเวเฟอร์เอพิเทแอกเซียลที่เกี่ยวข้อง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์ MOCVD ที่จะปลูกผลึกเดี่ยว GaN หรือ AiN และอุปกรณ์ PVT เพื่อปลูกผลึกเดี่ยว SiC และคุณภาพของผลึกเดี่ยวที่ปลูกได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ

●ลดสิ่งสกปรก:

การเคลือบ TaC ช่วยจำกัดการรวมตัวของสิ่งเจือปน (เช่น ไนโตรเจน) ซึ่งอาจทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น ท่อขนาดเล็กในผลึก SiC จากการวิจัยของมหาวิทยาลัยยุโรปตะวันออกในเกาหลีใต้ สิ่งเจือปนหลักในการเจริญเติบโตของผลึก SiC คือไนโตรเจน และถ้วยใส่ตัวอย่างกราไฟท์เคลือบแทนทาลัมคาร์ไบด์สามารถจำกัดการรวมตัวของไนโตรเจนในผลึก SiC ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งช่วยลดการสร้างข้อบกพร่อง เช่น ท่อไมโคร และปรับปรุงคุณภาพคริสตัล การศึกษาพบว่าภายใต้สภาวะเดียวกัน ความเข้มข้นของพาหะของเวเฟอร์ SiC ที่ปลูกในถ้วยใส่ตัวอย่างกราไฟท์ที่เคลือบ SiC แบบดั้งเดิมและถ้วยใส่ตัวอย่างเคลือบ TAC จะอยู่ที่ประมาณ 4.5×10¹⁷/ซม. และ 7.6 × 10¹⁵/ซม. ตามลำดับ

●  ลดต้นทุนการผลิต:

ปัจจุบันค่าใช้จ่ายของคริสตัล SIC ยังคงสูงซึ่งค่าใช้จ่ายของวัสดุสิ้นเปลืองกราไฟท์คิดเป็นประมาณ 30% กุญแจสำคัญในการลดต้นทุนของวัสดุสิ้นเปลืองกราไฟท์คือการเพิ่มอายุการใช้งาน จากข้อมูลจากทีมวิจัยของอังกฤษการเคลือบ Tantalum Carbide สามารถยืดอายุการใช้งานของชิ้นส่วนกราไฟท์ได้ 35-55% ขึ้นอยู่กับการคำนวณนี้การแทนที่กราไฟท์เคลือบ Tantalum Carbide เท่านั้นสามารถลดต้นทุนของผลึก SIC ได้ 12%-18%

สรุป

การเปรียบเทียบชั้น TAC และชั้น SIC ที่มีความต้านทานอุณหภูมิสูงคุณสมบัติความร้อนคุณสมบัติทางเคมีการลดลงของคุณภาพการลดลงของการผลิตการผลิตต่ำ ฯลฯ คุณสมบัติทางกายภาพเชิงมุมคำอธิบายความงามที่สมบูรณ์ของชั้น SIC (TAC) ความไม่แน่นอน

ทำไมเลือก Vetek Semiconductor?

Vetek Semi-Conductor เป็นธุรกิจกึ่งตัวนำในประเทศจีนซึ่งผลิตและผลิตวัสดุบรรจุภัณฑ์ ผลิตภัณฑ์หลักของเรารวมถึงชิ้นส่วนเลเยอร์พันธะ CVD ที่ใช้สำหรับการก่อสร้างส่วนขยายด้านนอกของ SIC Crystalline หรือกึ่งตัวนำและชิ้นส่วนชั้น TAC Vetek Semi-Conductor ผ่าน ISO9001, การควบคุมคุณภาพที่ดี Vetek เป็นผู้ริเริ่มในอุตสาหกรรมกึ่งตัวนำผ่านการวิจัยการพัฒนาและการพัฒนาเทคโนโลยีที่ทันสมัยอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ Veteksemi เริ่มต้นอุตสาหกรรมกึ่งอุตสาหกรรมได้จัดหาเทคโนโลยีขั้นสูงและโซลูชั่นผลิตภัณฑ์และสนับสนุนการส่งมอบผลิตภัณฑ์คงที่ เรารอคอยความสำเร็จของความร่วมมือระยะยาวของเราในประเทศจีน