TaC ಲೇಪಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಭಾಗಗಳ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್

ಭಾಗ/1

SiC ಮತ್ತು AIN ಸಿಂಗಲ್ ಸ್ಫಟಿಕ ಕುಲುಮೆಯಲ್ಲಿ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್, ಸೀಡ್ ಹೋಲ್ಡರ್ ಮತ್ತು ಗೈಡ್ ರಿಂಗ್ ಅನ್ನು PVT ವಿಧಾನದಿಂದ ಬೆಳೆಸಲಾಯಿತು.

ಚಿತ್ರ 2 [1] ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಭೌತಿಕ ಆವಿ ಸಾರಿಗೆ ವಿಧಾನವನ್ನು (PVT) SiC ತಯಾರಿಸಲು ಬಳಸಿದಾಗ, ಬೀಜದ ಸ್ಫಟಿಕವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿದೆ, SiC ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿದೆ (2400 ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು℃), ಮತ್ತು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವು SiXCy ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಕೊಳೆಯುತ್ತದೆ (ಮುಖ್ಯವಾಗಿ Si, SiC ಸೇರಿದಂತೆ₂, ಸಿ₂ಸಿ, ಇತ್ಯಾದಿ). ಆವಿಯ ಹಂತದ ವಸ್ತುವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರದೇಶದಿಂದ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಬೀಜ ಸ್ಫಟಿಕಕ್ಕೆ ಸಾಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, fಬೀಜ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಸ್‌ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುವುದು, ಬೆಳೆಯುವುದು ಮತ್ತು ಏಕ ಹರಳುಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಥರ್ಮಲ್ ಫೀಲ್ಡ್ ವಸ್ತುಗಳು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್, ಫ್ಲೋ ಗೈಡ್ ರಿಂಗ್, ಸೀಡ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಹೋಲ್ಡರ್, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ನಿರೋಧಕವಾಗಿರಬೇಕು ಮತ್ತು SiC ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು SiC ಏಕ ಹರಳುಗಳನ್ನು ಮಾಲಿನ್ಯಗೊಳಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಅಂತೆಯೇ, AlN ಏಕ ಹರಳುಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯಲ್ಲಿನ ತಾಪನ ಅಂಶಗಳು ಅಲ್ ಆವಿ, N ಗೆ ನಿರೋಧಕವಾಗಿರಬೇಕು.₂ತುಕ್ಕು, ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಹೊಂದಿರಬೇಕು (ಜೊತೆಗೆ AlN) ಸ್ಫಟಿಕ ತಯಾರಿಕೆಯ ಅವಧಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು.

SiC[2-5] ಮತ್ತು AlN[2-3] ಅವರು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆTaC ಲೇಪಿತಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಥರ್ಮಲ್ ಫೀಲ್ಡ್ ವಸ್ತುಗಳು ಸ್ವಚ್ಛವಾಗಿದ್ದವು, ಬಹುತೇಕ ಯಾವುದೇ ಇಂಗಾಲ (ಆಮ್ಲಜನಕ, ಸಾರಜನಕ) ಮತ್ತು ಇತರ ಕಲ್ಮಶಗಳು, ಕಡಿಮೆ ಅಂಚಿನ ದೋಷಗಳು, ಪ್ರತಿ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ಪ್ರತಿರೋಧ, ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೋಪೋರ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಎಚ್ಚಣೆ ಪಿಟ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ (KOH ಎಚ್ಚಣೆ ನಂತರ), ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕ ಗುಣಮಟ್ಟ ಬಹಳ ಸುಧಾರಿಸಲಾಯಿತು. ಜೊತೆಗೆ,TaC ಕ್ರೂಸಿಬಲ್ತೂಕ ನಷ್ಟದ ಪ್ರಮಾಣವು ಬಹುತೇಕ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ನೋಟವು ವಿನಾಶಕಾರಿಯಲ್ಲ, ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡಬಹುದು (200h ವರೆಗೆ ಜೀವನ), ಅಂತಹ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಯಾರಿಕೆಯ ಸಮರ್ಥನೀಯತೆ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು.

ಅಂಜೂರ 2. (a) PVT ವಿಧಾನದಿಂದ SiC ಸಿಂಗಲ್ ಸ್ಫಟಿಕ ಇಂಗೋಟ್ ಬೆಳೆಯುವ ಸಾಧನದ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ
(ಬಿ) ಮೇಲ್ಭಾಗTaC ಲೇಪಿತಬೀಜ ಆವರಣ (SiC ಬೀಜ ಸೇರಿದಂತೆ)
(ಸಿ)TAC-ಲೇಪಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ ಉಂಗುರ

ಭಾಗ/2

MOCVD GaN ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಲೇಯರ್ ಗ್ರೋಯಿಂಗ್ ಹೀಟರ್

ಚಿತ್ರ 3 (a) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, MOCVD GaN ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ಆವಿಯ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೂಲಕ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು ಆರ್ಗನೊಮೆಟ್ರಿಕಲ್ ವಿಭಜನೆಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ. ಕುಳಿಯಲ್ಲಿನ ತಾಪಮಾನದ ನಿಖರತೆ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪತೆಯು ಹೀಟರ್ ಅನ್ನು MOCVD ಉಪಕರಣದ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ತಲಾಧಾರವನ್ನು ದೀರ್ಘಕಾಲದವರೆಗೆ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪವಾಗಿ ಬಿಸಿಮಾಡಬಹುದೇ (ಪುನರಾವರ್ತಿತ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ), ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿನ ಸ್ಥಿರತೆ (ಅನಿಲ ಸವೆತಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿರೋಧ) ಮತ್ತು ಫಿಲ್ಮ್ನ ಶುದ್ಧತೆಯು ಫಿಲ್ಮ್ ಶೇಖರಣೆಯ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ, ದಪ್ಪದ ಸ್ಥಿರತೆ, ಮತ್ತು ಚಿಪ್ನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ.

MOCVD GaN ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಹೀಟರ್‌ನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಮರುಬಳಕೆಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು,TAC-ಲೇಪಿತಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಹೀಟರ್ ಅನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಪರಿಚಯಿಸಲಾಯಿತು. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಹೀಟರ್‌ನಿಂದ (pBN ಲೇಪನವನ್ನು ಬಳಸಿ) ಬೆಳೆದ GaN ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, TaC ಹೀಟರ್‌ನಿಂದ ಬೆಳೆದ GaN ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರವು ಬಹುತೇಕ ಒಂದೇ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆ, ದಪ್ಪ ಏಕರೂಪತೆ, ಆಂತರಿಕ ದೋಷಗಳು, ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಡೋಪಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಮಾಲಿನ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಜೊತೆಗೆ, ದಿTaC ಲೇಪನಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಮೇಲ್ಮೈ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಹೀಟರ್ನ ದಕ್ಷತೆ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಶಾಖದ ನಷ್ಟವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಹೀಟರ್ನ ವಿಕಿರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸಲು ಮತ್ತು ಅದರ ಸೇವಾ ಜೀವನವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಲು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಲೇಪನದ ಸರಂಧ್ರತೆಯನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸಬಹುದು [5]. ಈ ಅನುಕೂಲಗಳು ಮಾಡುತ್ತವೆTaC ಲೇಪಿತಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಹೀಟರ್‌ಗಳು MOCVD GaN ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಆಯ್ಕೆಯಾಗಿದೆ.

ಅಂಜೂರ 3. (a) GaN ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಗಾಗಿ MOCVD ಸಾಧನದ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ
(ಬಿ) ಬೇಸ್ ಮತ್ತು ಬ್ರಾಕೆಟ್ ಹೊರತುಪಡಿಸಿ MOCVD ಸೆಟಪ್‌ನಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಲಾದ TAC-ಲೇಪಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಹೀಟರ್ (ತಾಪನದಲ್ಲಿ ಬೇಸ್ ಮತ್ತು ಬ್ರಾಕೆಟ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸುವ ವಿವರಣೆ)
(ಸಿ) 17 GaN ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ನಂತರ TAC-ಲೇಪಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಹೀಟರ್. [6]

ಭಾಗ/3

ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿ (ವೇಫರ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್) ಗಾಗಿ ಲೇಪಿತ ಸಸೆಪ್ಟರ್

SiC, AlN, GaN ಮತ್ತು ಇತರ ಮೂರನೇ ದರ್ಜೆಯ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವೇಫರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ವೇಫರ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ವೇಫರ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ರಚನಾತ್ಮಕ ಅಂಶವಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಫರ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್‌ಗಳನ್ನು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಅನಿಲಗಳಿಂದ ಸವೆತವನ್ನು ವಿರೋಧಿಸಲು SiC ಲೇಪನದಿಂದ ಲೇಪಿಸಲಾಗಿದೆ, 1100 ರಿಂದ 1600 ರ ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯು.°ಸಿ, ಮತ್ತು ರಕ್ಷಣಾತ್ಮಕ ಲೇಪನದ ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆಯು ವೇಫರ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್ನ ಜೀವನದಲ್ಲಿ ನಿರ್ಣಾಯಕ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಅಮೋನಿಯಾದಲ್ಲಿ SiC ಗಿಂತ TaC ನ ತುಕ್ಕು ದರವು 6 ಪಟ್ಟು ನಿಧಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್‌ನಲ್ಲಿ, ತುಕ್ಕು ದರವು SiC ಗಿಂತ 10 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ನಿಧಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

TaC ಯಿಂದ ಮುಚ್ಚಿದ ಟ್ರೇಗಳು ನೀಲಿ ಬೆಳಕಿನ GaN MOCVD ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಂದ ಸಾಬೀತಾಗಿದೆ. ಸೀಮಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಗಳ ನಂತರ, TaC ಕ್ಯಾರಿಯರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಬೆಳೆದ ಲೆಡ್‌ಗಳು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ SiC ವಾಹಕಗಳಂತೆಯೇ ಅದೇ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, TAC-ಲೇಪಿತ ಹಲಗೆಗಳ ಸೇವಾ ಜೀವನವು ಬರಿಯ ಕಲ್ಲಿನ ಶಾಯಿಗಿಂತ ಉತ್ತಮವಾಗಿದೆ ಮತ್ತುSiC ಲೇಪಿತಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಹಲಗೆಗಳು.