Anello guida di rivestimento CVD TaC

L'anellu di guida di rivestimentu CVD TaC di Semixlab hè cuncipitu per u prucessu di crescita di monocristalli PVT SiC è usa a tecnulugia di deposizione chimica da vapore (CVD) per furmà un rivestimentu di carburo di tantalio (TaC) altamente densu nantu à a superficia di un substratu di grafite di alta purezza. U pruduttu hè adupratu in u prucessu PVT per assicurà a qualità di u monocristallo SiC è l'efficienza di crescita cuntrullendu precisamente a distribuzione di u campu termicu è a direzzione di u flussu d'aria di u fornu di crescita di monocristallo SiC. Adattu per una varietà di sistemi di forni di crescita di monocristallo SiC mainstream è sistemi fatti in casa, adattati per alte temperature (> 2000°C) è atmosfera forte corrosiva.

U carburu di tantalu (TaC), cum'è un rappresentante tipicu di a ceramica à temperatura ultra-alta, hà un puntu di fusione di 3880 ℃, una durezza Mohs di quasi 10, una eccellente conducibilità termica (circa 22 W/m·K) è un bassu coefficientu di dilatazione termica (6.6 × 10-6 K-1), è u gradu di currispundenza di dilatazione termica cù u sustratu di grafite hè significativamente megliu cà quellu di u rivestimentu tradiziunale di SiC. U rivestimentu di TaC hè statu cresciutu in l'intervallu di temperatura di 1373 ~ 1673 K per deposizione chimica da vapore (CVD) utilizendu u sistema di reazione TaCl₅-C₃H₆-H₂-Ar, chì hà permessu un cuntrollu precisu di u spessore di u rivestimentu (50 ~ 300 μm), a dimensione di i grani è u cuntenutu di carbone liberu. I risultati mostranu chì quandu a temperatura di deposizione righjunghji 1573 K, u rivestimentu di TaC presenta un'interfaccia di sinterizzazione compatta senza crepe, è i grani formanu una struttura anti-scheggiatura cuntinua per via di u ligame metallurgicu. U numeru di cicli di resistenza à i shock termichi hè più di 5 volte più altu ch'è quellu di a grafite senza rivestimentu. Un cuncepimentu di stratu di transizione di gradiente, cum'è a struttura cumposta TaC/Ta₂O, hè statu introduttu in u prucessu per alleviare ulteriormente a tensione d'interfaccia trà u rivestimentu è u substratu è assicurà chì mantene a stabilità geometrica malgradu e forti fluttuazioni di temperatura (>1000 °C/min).

In u fornu di crescita PVT, l'anellu deflettore rivestitu di TaC CVD hè rispunsevule di guidà u percorsu di trasmissione di a fase gassosa, mantenendu u gradiente di temperatura assiale è sustenendu u cristallu di semente è u crogiolu di materia prima. I cumpunenti tradiziunali di grafite sò faciuli à reagisce cù u vapore Si/C per furmà carburi volatili à alte temperature, risultendu in l'erosione superficiale è a liberazione di impurità, chì affettanu direttamente a purità di u cristallu. A causa di a so estrema inerzia chimica, u rivestimentu CVD TaC presenta una reattività quasi nulla à Si, vapore C è sottoprodotti (cum'è HCl) à 2300 ℃, bluccendu efficacemente a diffusione di impurità di u substratu (Fe, Al è altri elementi metallichi) à l'interfaccia di crescita. I dati misurati mostranu chì dopu l'usu di l'anellu guida di u rivestimentu TaC, a densità di microtubuli di un monocristallu SiC di 6 pollici hè ridutta à < 0.5 cm-2, è l'uniformità di resistività hè aumentata à ± 3%, chì hè particularmente adattatu per a pruduzzione di massa di MOSFET SiC sopra 1200V per i moduli di trasmissione elettrica di veiculi di nova energia.

Per adattassi à l'equipaggiu di crescita di monocristalli PVT SiC mainstream, l'anellu guida di rivestimentu CVD TaC adotta un design mudulare. Ottimizendu a velocità di flussu di u precursore è u percorsu di deposizione, a deviazione di l'uniformità di u spessore di u rivestimentu hè cuntrullata in ± 3%, ancu in faccia à strutture di canali di flussu cumplesse (cum'è u canale di gas spirale, u stratu mediu porosu), si pò ottene una copertura superficiale cumpleta. In paragone cù u rivestimentu tradiziunale à spruzzatura o sinterizatu, u prucessu CVD dà à u stratu TaC una microdurezza finu à 25GPa è una forza di legame di l'interfaccia di > 50MPa. Dopu à 2000 ore di funziunamentu continuu à alta temperatura, u tassu di perdita di qualità di u rivestimentu hè inferiore à 0.1%, ciò chì estende significativamente u ciclu di sustituzione di e parti. Sicondu e statistiche, a linea di pruduzzione di lingotti SiC chì utilizza l'anellu guida pò estende u tempu di crescita efficace per fornu à più di 120 ore, aumentà a capacità di pruduzzione annuale di circa u 18% è riduce i tempi di inattività imprevisti per via di u guastu di i cumpunenti di u 70%.

Cuntrollu di u gradiente di temperatura di u fornu di crescita di monocristalli di SiC.

Espansione di cristalli di carburo di siliciu è guida di crescita direzionale.

Prestazioni à temperatura ultra-alta: resistenza à a temperatura di u rivestimentu TaC finu à 2000 ° C, a stabilità à alta temperatura hè megliu cà u rivestimentu tradiziunale SiC.

Forte resistenza à a corrosione: Eccellente resistenza à i mezi corrosivi forti cum'è u siliciu fusu è u vapore di carbone.

Cuntrollu precisu di u campu termicu: alta uniformità di u rivestimentu (dimensione di i grani 5-15 μm) per assicurà a cunsistenza di a crescita di un monocristallu.

Cuncepimentu persunalizatu: Supporta u trattamentu di l'anellu di guida di struttura cumplessa, adattatu per u sistema di crescita di fornu monocristallu multimarca è autocuncepitu.