CVD TaC beläggning Guide Ring

Semixlabs CVD TaC-beläggningsguidering är designad för PVT SiC-enkristalltillväxtprocessen och använder kemisk ångavsättningsteknik (CVD) för att bilda en mycket tät tantalkarbid (TaC) beläggning på ytan av ett grafitsubstrat med hög renhet. Produkten används i PVT-processen för att säkerställa SiC-enkristallkvalitet och tillväxteffektivitet genom att exakt styra den termiska fältfördelningen och luftflödesriktningen för SiC-enkristalltillväxtugnen. Lämplig för en mängd vanliga SiC enkristalltillväxtugnssystem och hemmagjorda system, lämpliga för höga temperaturer (> 2000°C) och stark korrosiv atmosfär.

Tantalkarbid (TaC), som en typisk representant för keramik med ultrahög temperatur, har en smältpunkt på 3880 ℃, en Mohs-hårdhet på nästan 10, utmärkt värmeledningsförmåga (cirka 22 W/m·K) och låg värmeutvidgningskoefficient (6.6 × 10-6 K-1) och som bättre matchar substratets expansionsgrad än substratets expansionsgrad. traditionell SiC-beläggning. TaC-beläggningen odlades i temperaturintervallet 1373~1673K genom kemisk ångavsättning (CVD) med användning av TaCl₅-C₃H₆-H₂-Ar-reaktionssystemet, vilket möjliggjorde noggrann kontroll av beläggningstjocklek (50~300μm), kornstorlek och innehåll av fritt kol. Resultaten visar att när deponeringstemperaturen når 1573K, uppvisar TaC-beläggningen ett sprickfritt kompakt sintringsgränssnitt, och kornen bildar en kontinuerlig anti-spjälkningsstruktur genom metallurgisk bindning. Antalet värmechockbeständighetscykler är mer än 5 gånger högre än för obelagd grafit. En gradientövergångsskiktdesign, såsom TaC/Ta₂O-kompositstrukturen, introducerades i processen för att ytterligare underlätta gränssnittsspänningen mellan beläggningen och substratet och säkerställa att den bibehåller geometrisk stabilitet trots kraftiga temperaturfluktuationer (>1000 °C/min).

I PVT-tillväxtugnen är den CVD TaC-belagda deflektorringen ansvarig för att styra gasfasöverföringsvägen, upprätthålla den axiella temperaturgradienten och stödja frökristallen och råmaterialdegeln. Traditionella grafitkomponenter är lätta att reagera med Si/C-ånga för att bilda flyktiga karbider vid höga temperaturer, vilket resulterar i yterosion och frigöring av föroreningar, som direkt påverkar kristallens renhet. På grund av sin extrema kemiska tröghet uppvisar CVD TaC-beläggning nästan noll reaktivitet mot Si, C-ånga och biprodukter (som HCl) vid 2300 ℃, vilket effektivt blockerar diffusionen av substratföroreningar (Fe, Al och andra metallelement) till tillväxtgränsytan. De uppmätta data visar att efter att TaC-beläggningsstyrringen har använts reduceras mikrotubulidensiteten för 6-tums SiC-enkristall till < 0.5 cm-2, och resistivitetslikformigheten ökas till inom ±3%, vilket är särskilt lämpligt för massproduktion av SiC MOSFETs över 1200V för elektriska drivmoduler i nya energifordon.

För att anpassa sig till den vanliga PVT SiC enkristalltillväxtutrustningen, antar CVD TaC-beläggningsguideringen en modulär design. Genom att optimera prekursorflödeshastigheten och avsättningsvägen kontrolleras beläggningstjocklekens enhetlighetsavvikelse inom ±3 %, även i ansiktet av komplexa flödeskanalstrukturer (såsom spiralgaskanal, poröst mediumskikt), kan full yttäckning uppnås. Jämfört med den traditionella spray- eller sintrade beläggningen ger CVD-processen TaC-skiktet en mikrohårdhet på upp till 25GPa och en gränssnittsbindningsstyrka på > 50MPa. Efter 2000 timmars kontinuerlig drift vid hög temperatur är beläggningskvalitetsförlusten mindre än 0.1 %, vilket avsevärt förlänger bytescykeln för delar. Enligt statistik kan SiC-götproduktionslinjen som använder styrringen förlänga den effektiva tillväxttiden per ugn till mer än 120 timmar, öka den årliga produktionskapaciteten med cirka 18 % och minska den oplanerade stilleståndstiden på grund av komponentfel med 70 %.

Temperaturgradientkontroll av SiC enkristallodlingsugn.

Kiselkarbidkristall expanderande och riktningstillväxtvägledning.

Ultrahög temperaturprestanda: TaC-beläggningstemperaturbeständighet upp till 2000°C, högtemperaturstabilitet är bättre än traditionell SiC-beläggning.

Stark korrosionsbeständighet: Utmärkt motståndskraft mot starka korrosiva medier som smält kisel och kolånga.

Exakt termisk fältkontroll: hög beläggningslikformighet (kornstorlek 5-15 μm) för att säkerställa konsistens av enkristalltillväxt.

Skräddarsydd design: Stöd bearbetning av komplex strukturstyrring, lämplig för multi-brand och självdesignat enkristallugnstillväxtsystem.