एकल क्रिस्टल भट्टीमा टेक-लेकेक्षित ग्राफिटी भागहरूको अनुप्रयोग

आवेदनTac-कोटेड ग्राफेट्स भागहरूएकल क्रिस्टल फर्नेसहरूमा

भाग/१

भौतिक भाप परिवहन (PVT) विधि प्रयोग गरेर SiC र AlN एकल क्रिस्टलको वृद्धिमा, क्रुसिबल, बीउ होल्डर, र गाईड रिङ जस्ता महत्त्वपूर्ण घटकहरूले महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्। चित्र २ मा चित्रण गरिए अनुसार [१], PVT प्रक्रियाको क्रममा, बीज क्रिस्टललाई तल्लो तापक्रम क्षेत्रमा राखिएको हुन्छ, जबकि SiC कच्चा पदार्थ उच्च तापक्रम (2400 ℃ माथि) मा उजागर हुन्छ। यसले कच्चा मालको विघटनमा जान्छ, SiXCy यौगिकहरू उत्पादन गर्दछ (मुख्य रूपमा Si, SiC₂, Si₂C, आदि सहित)। वाष्प चरण सामग्री त्यसपछि उच्च-तापमान क्षेत्रबाट कम-तापमान क्षेत्रको बीज क्रिस्टलमा ढुवानी गरिन्छ, जसको परिणामस्वरूप बीज केन्द्रक, क्रिस्टल वृद्धि, र एकल क्रिस्टलको उत्पादन हुन्छ। तसर्थ, यस प्रक्रियामा नियोजित थर्मल फिल्ड सामग्रीहरू, जस्तै क्रुसिबल, फ्लो गाइड रिंग, र बीज क्रिस्टल होल्डरले SiC कच्चा माल र एकल क्रिस्टललाई दूषित नगरी उच्च-तापमान प्रतिरोध प्रदर्शन गर्न आवश्यक छ। त्यसैगरी, AlN क्रिस्टलको वृद्धिमा प्रयोग हुने तताउने तत्वहरूले अल वाष्प र N₂ क्षरणको सामना गर्नुपर्दछ, जबकि क्रिस्टल तयारी समय घटाउनको लागि उच्च eutectic तापमान (AlN सँग) भएको पनि।

यो अवलोकन गरिएको छ कि मोन [2-5]] र Aln [2-3] कम न्यूनतम कार्बन (अक्सिजन, नाइट्रोजन), र अन्य अशुद्धताहरूको साथ ट्याएट-लेपित ग्राफिटी क्षेत्र सामग्रीहरू प्रयोग गर्दछ। यी सामग्रीहरूले कम किनारा दोषहरू र प्रत्येक क्षेत्रमा कम कटिपरूपमा प्रदर्शन गर्दछ। थप रूपमा, माइक्रोरोज र ईचिंग गरिएका ईच्छाको घनत्व (कोह ecching पछि) क्रिस्टल गुणनमा पर्याप्त सुधार भयो। यसबाहेक, ट्याक्च क्रूसहरूले लगभग शून्य तौल घाटा प्रदर्शन गर्दछ, एक गैर-विनाशकारी उपस्थिति कायम राख्छ, र यसरी एकल क्रिस्टल तयारी प्रक्रियाहरूको दक्षता बढाउँदछ।

अंजीर। 2. (a) PVT विधि द्वारा SiC एकल क्रिस्टल इन्गट बढ्दो उपकरणको योजनाबद्ध रेखाचित्र

(b) शीर्ष टेक लेक कोटेड कोष्ठक (SIC बीज सहित)

(c) TAC लेपित ग्रेफाइट गाइड रिंग

MOCVD GaN एपिटेक्सियल लेयर ग्रोथ हीटर

भाग/२

Mucvd (मेटल-जैविक रासायनिक बाल कफेसन) मा पातलो तापक्रम नियन्त्रणको माध्यमबाट पातलो वृद्धिको लागि, एक महत्त्वपूर्ण प्रविधिले प्रतिक्रिया कोठा नियन्त्रण कोठाको माध्यमबाट कम भूमिका खेल्छ। चित्र ((a) मा चित्रण गरिएको रूपमा, हीटरले MCCVD उपकरणको कोर घटक मानिन्छ। यसको क्षमता द्रुत गतिमा र एक समान रूपमा विस्तारित अवधिहरूमा सब्सट्रेटलाई तातो पार्नुहोस् (चरम चरम चक्र सहित), र लाइफ शुद्धता प्रतिरोधको गुणस्तर राख्नुहोस्।

MOCVD GaN ग्रोथ सिस्टमहरूमा हीटरहरूको प्रदर्शन र रिसाइक्लिंग दक्षता बढाउन, TaC-लेपित ग्रेफाइट हीटरहरूको परिचय सफल भएको छ। PBN (पाइरोलाइटिक बोरोन नाइट्राइड) कोटिंग्स प्रयोग गर्ने परम्परागत हीटरहरूसँग विपरित, TaC हीटरहरू प्रयोग गरेर बढेको GaN एपिटेक्सियल तहहरूले लगभग समान क्रिस्टल संरचनाहरू, मोटाई एकरूपता, भित्री दोष गठन, अशुद्धता डोपिङ, र प्रदूषण स्तरहरू प्रदर्शन गर्दछ। यसबाहेक, TaC कोटिंगले कम प्रतिरोधात्मकता र कम सतह उत्सर्जनशीलता देखाउँछ, जसको परिणामस्वरूप हीटरको दक्षता र एकरूपतामा सुधार हुन्छ, जसले गर्दा बिजुली खपत र गर्मी हानि कम हुन्छ। प्रक्रिया प्यारामिटरहरू नियन्त्रण गरेर, कोटिंगको पोरोसिटीलाई हीटरको विकिरण विशेषताहरू बढाउन र यसको आयु विस्तार गर्न समायोजन गर्न सकिन्छ [5]। यी फाइदाहरूले TaC-लेपित ग्रेफाइट हीटरहरूलाई MOCVD GaN वृद्धि प्रणालीहरूको लागि उत्कृष्ट विकल्पको रूपमा स्थापित गर्दछ।

अंजीर। ।

(b) मोल्ड-लेड-लेक्षित ग्रेफाइट हीटरलाई Mucvd सेटअपमा स्थापना गरिएको, आधार र कोष्ठक (दृष्टान्त देखाउँदछ

(c) 17 GaN एपिटेक्सियल वृद्धि पछि TAC लेपित ग्रेफाइट हीटर। 

एपिट्याक्साक्स (वेफर क्यारियर) को लागि स्क्वायर सशेसिस

भाग/३

वेफर क्यारियर, तेस्रो-वर्ग अर्धवान्डुनिकन्टा व्यक्तिहरूको तयारीमा प्रयोग गरिएको एक महत्त्वपूर्ण संरचनात्मक कम्पोनेस जस्तै SINAXIALE वेफर बृद्धि प्रक्रियाहरूमा एक महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। सामान्यतया ग्राफेटिटीले बनेको, वेफर क्यारियरलाई SIC को साथ संचालित 1100 देखि 1 1600 डिग्री सेल्सियसको दायराबाट प्रतिस्पर्धा गरिएको छ। सुरक्षात्मक कोर्टिंगको प्रतिरोधको प्रतिरोधमा उल्लेखनीय रूपमा वेफरको क्यारियरको जीवनपरि प्रभाव पार्छ। प्रयोगात्मक परिणामहरूले देखाएको छ कि ToC Sco एक संक्रान्ति प्रदर्शन प्रदर्शनी प्रदर्शन गर्दछ जब उच्च तापमान अमोनियाको पर्दाफास भयो। उच्च-तापमान हाइड्रोजन वातावरणमा, TAC को क्षतिको दर SIC भन्दा 10 गुणा ढिलो छ।

प्रयोजनाहरूको साथ ट्रेहरू द्वारा लेपिएका ट्रेहरूले प्रदर्शन गरेको छ भनेर प्रदर्शन गरिएको छ भनेर प्रदर्शन गरिएको छ। सीमित प्रक्रिया समायोजनका साथ TAC क्यारियर प्रयोग गरेर उब्जाउनेहरू तुलनात्मक प्रदर्शनको प्रयोगले तुलनात्मक प्रदर्शन देखाउँदछ। फलस्वरूप, Tac-लेड-लेट वेरेफ वेफर क्यारियरहरूको सेवाले नरोधित र SIC-समर्पित ग्रेफाइट करियनहरू को पार गर्दछ।

चित्र। GaN epitaxial grown MOCVD उपकरण (Veeco P75) मा प्रयोग पछि वेफर ट्रे। बाँयामा एक TaC लेपित छ र दायाँमा SiC लेपित छ।

तयारीको विधिTac लेपित ग्राफेट्स पार्ट्स

भाग/१

CVD (रासायनिक भाप निक्षेप) विधि:

80000-2300 मा tacl5 र Cnhm प्रयोग टन्टललम र कार्बन स्रोतहरूको रूपमा प्रयोग गर्ने वातावरण, एआरआर क्यारियर ग्यास, प्रतिक्रिया जम्मा फिल्म। तयार गरिएका कोटिंग कम्प्याक्ट, समान र उच्च शुद्धता हो। जहाँसम्म, त्यहाँ केहि समस्याहरू, महँगो लागतमा, महँगो लागत, बेलाइट लागत, गाह्रो वायुप्रवाह नियन्त्रण र कम डिपोजिशन दक्षता।

भाग/२

स्लरी sintering विधि:

कार्बनको स्रोत, ट्यान्टलम स्रोत, डिस्पर्सेन्ट र बाइन्डर भएको स्लरीलाई ग्रेफाइटमा लेप गरिन्छ र सुकेपछि उच्च तापक्रममा सिन्टेर गरिन्छ। तयार कोटिंग नियमित अभिमुखीकरण बिना बढ्छ, कम लागत छ र ठूलो मात्रामा उत्पादनको लागि उपयुक्त छ। यो ठूलो ग्रेफाइटमा एकसमान र पूर्ण कोटिंग प्राप्त गर्न, समर्थन दोषहरू हटाउन र कोटिंग बन्धन बल बढाउन अन्वेषण गर्न बाँकी छ।

भाग/३

प्लाज्मा स्प्रे गर्ने विधि:

टेक पाउडर उच्च तापमानमा प्लाज्मा आर्क द्वारा पग्लिन्छ, उच्च गतिको जेट द्वारा एटरेज गरिएको छ, र ग्राफिटी सामग्रीको सतहमा स्प्रे गरिएको छ। गैर-शून्य अन्तर्गत अक्साइड लेयर फार्म गर्न सजिलो छ, र ऊर्जा खपत ठूलो छ।

TaC लेपित ग्रेफाइट भागहरू समाधान गर्न आवश्यक छ

भाग/१

बाध्यकारी बल:

टाय र कार्बन सामग्रीहरू बीच थर्मल विस्तार गुणात्मक र अन्य भौतिक गुणहरू फरक छन्, क्र्याकहरू र थर्मल तनावबाट बच्न गाह्रो छ र दोहोरिने बढ्दो र चिसो प्रक्रिया।

भाग/२

शुद्धता:

उच्च तापक्रम अवस्थाहरूमा अशुद्धता र प्रदूषणबाट बच्न TaC कोटिंग अति-उच्च शुद्धता हुनु आवश्यक छ, र पूर्ण कोटिंगको सतहमा र भित्रको नि: शुल्क कार्बन र आन्तरिक अशुद्धताहरूको प्रभावकारी सामग्री मापदण्ड र विशेषता मापदण्डहरू सहमत हुन आवश्यक छ।

भाग/३

स्थिरता:

उच्च तापमान प्रतिरोध र रासायनिक वातावरण प्रतिरोध 20000 भन्दा माथिको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण संकेतकहरू कोटिंगको लागि परीक्षण गर्न सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण संकेतकहरू हुन्। पिनहोलहरू, क्र्याक, हराएको कुनाहरू, र एकल अभिमुखीकरण अन्नको सीमाहरू सजिलैसँग कमरपाली ग्यासहरू प्रवेश गर्न सजिलो छ र कोटिंग सुरक्षा असफलतामा।

भाग /।

ऑक्सीकरण प्रतिरोध:

TaC ले Ta2O5 मा अक्सिडाइज गर्न थाल्छ जब यो 500 ℃ माथि हुन्छ, र अक्सिडेशन दर तापमान र अक्सिजन एकाग्रता बढ्दै जान्छ। सतहको अक्सीकरण अनाजको सीमा र साना दानाबाट सुरु हुन्छ, र बिस्तारै स्तम्भको क्रिस्टल र टुटेको क्रिस्टलहरू बनाउँछ, जसले गर्दा ठूलो संख्यामा खाली ठाउँहरू र प्वालहरू हुन्छन्, र कोटिंग नछोडिएसम्म अक्सिजन घुसपैठ तीव्र हुन्छ। परिणामस्वरूप अक्साइड तहमा खराब थर्मल चालकता र उपस्थितिमा विभिन्न रंगहरू छन्।

भाग/५

एकरूपता र रूखो:

कोटिंग सतहको असमान वितरणले स्थानीय थर्मल तनाव एकाग्रता निम्त्याउन सक्छ, क्र्याकिंग र स्प्यालिंगको जोखिम बढाउँछ। थप रूपमा, सतहको खुरपनाले कोटिंग र बाह्य वातावरण बीचको अन्तरक्रियालाई प्रत्यक्ष रूपमा असर गर्छ, र धेरै उच्च खुरपनाले सजिलै वेफर र असमान थर्मल क्षेत्रसँग घर्षण बढाउँछ।

भाग/६

अन्नको साइज:

पोशाक अन्न आकारले कोटिंगको स्थिरता मद्दत गर्दछ। यदि अन्न आकार सानो छ भने, बन्धन कडा छैन, र अक्सीचाइज गरीएको छैन, र यसको ठूलो संख्यामा चट्टानको किनारमा र प्वालमा प्वालहरू कम हुन्छ। यदि अन्न आकार धेरै ठूलो छ भने, यो तुलनात्मक रूपमा असभ्य छ, र कोटिंग थर्मल तनाव अन्तर्गत फ्ल्यास गर्न सजिलो छ।

निष्कर्ष र संभावना

सामान्यतया,Tac लेपित ग्राफेट्स पार्ट्सबजार मा एक विशाल माग र आवेदन संभावना को एक विस्तृत श्रृंखला छ, वर्तमानTac लेपित ग्राफेट्स पार्ट्समुख्यधारा निर्माण CVD TaC कम्पोनेन्टहरूमा भर पर्नु हो। यद्यपि, CVD TaC उत्पादन उपकरणको उच्च लागत र सीमित निक्षेप दक्षताका कारण, परम्परागत SiC लेपित ग्रेफाइट सामग्री पूर्ण रूपमा प्रतिस्थापन गरिएको छैन। sintering विधिले प्रभावकारी रूपमा कच्चा मालको लागत घटाउन सक्छ, र ग्रेफाइट भागहरूको जटिल आकारहरूमा अनुकूलन गर्न सक्छ, ताकि थप विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यहरूको आवश्यकताहरू पूरा गर्न सकिन्छ।