TaC コーティングされたグラファイト部品の用途

1. 坩堝、PVT 法で成長させた SiC および AIN 単結晶炉内の種結晶ホルダーとガイド リング

物理的気相輸送法 (PVT) による SiC および AlN 単結晶の成長プロセスでは、るつぼ、種結晶ホルダー、ガイド リングなどのコンポーネントが重要な役割を果たします。 SiCの製造プロセス中、種結晶は比較的低温領域にありますが、原料は2400℃を超える高温領域にあります。原料は高温で分解して、SiXCy (Si、SiC₂、Si₂C およびその他の成分を含む) を形成します。これらのガス状物質は低温種結晶領域に移送され、そこで核形成されて単結晶に成長します。 SiC 原料と単結晶の純度を確保するために、これらの熱フィールド材料は汚染を引き起こすことなく高温に耐えることができなければなりません。同様に、AlN 単結晶成長プロセス中の加熱要素も、Al 蒸気と N2 の腐食に耐えられる必要があり、結晶成長サイクルを短縮するために十分に高い共晶温度を備えている必要があります。

研究により、TaC でコーティングされたグラファイト熱フィールド材料は、SiC および AlN 単結晶の品質を大幅に向上できることが証明されています。これらの TaC コーティング材料から製造された単結晶は、炭素、酸素、窒素の不純物が少なく、エッジ欠陥が減少し、抵抗率の均一性が向上し、微細孔とエッチングピットの密度が大幅に減少します。さらに、TaC コーティングされたるつぼは、長期使用後もほとんど変わらない重量と無傷の外観を維持でき、複数回リサイクルでき、最大 200 時間の耐用年数を備えているため、単結晶調製の持続可能性と安全性が大幅に向上します。効率。

2. MOCVD技術のGaNエピタキシャル層成長への応用

MOCVD プロセスでは、GaN 膜のエピタキシャル成長は有機金属の分解反応に依存しており、このプロセスではヒーターの性能が重要です。基板を迅速かつ均一に加熱できるだけでなく、高温や繰り返しの温度変化でも安定性を維持できると同時に、ガス腐食に耐性があり、膜の品質と膜厚の均一性を確保する必要があり、これが膜の性能に影響を与えます。最後のチップ。

MOCVDシステムのヒーターの性能と寿命を向上させるために、TaCコートグラファイトヒーターが紹介されました。このヒーターは、現在使用されている従来の pBN コーティングヒーターと同等であり、より低い抵抗率と表面放射率を持ちながら、同じ品質の GaN エピタキシャル層を実現できるため、加熱効率と均一性が向上し、エネルギー消費が削減されます。プロセスパラメータを調整することで、TaC コーティングの多孔率を最適化し、ヒーターの放射特性をさらに強化し、耐用年数を延長できるため、MOCVD GaN 成長システムにおいて理想的な選択肢となります。

3. エピタキシャルコーティングトレイ（ウエハキャリア）の応用

SiC、AlN、GaN などの第 3 世代半導体ウェーハの準備とエピタキシャル成長のための重要なコンポーネントとして、ウェーハ キャリアは通常グラファイトで作られ、次のようなコーティングが施されています。SiCコーティングプロセスガスによる腐食に耐えます。 1100 ～ 1600°C のエピタキシャル温度範囲では、コーティングの耐食性がウェーハ キャリアの耐久性にとって重要です。研究によると、腐食速度はTaCコーティング高温アンモニアの場合は SiC コーティングの場合よりも大幅に低く、この差は高温の水素ではさらに顕著になります。

実験により互換性が確認されました。TaCコーティングされたトレイ青色 GaN MOCVD プロセスでは不純物を導入せず、適切なプロセス調整を行うことで、TaC キャリアを使用して成長させた LED の性能は従来の SiC キャリアと同等になります。したがって、TaC コーティングされたパレットは、耐用年数が長いため、ベアグラファイトおよび SiC コーティングされたグラファイトパレットよりも優れたオプションとなります。