AlN क्रिस्टल वाढीसाठी TaC कोटिंग क्रूसिबल

सेमीकंडक्टर मटेरियलची तिसरी पिढी AlN डायरेक्ट बँडगॅप सेमीकंडक्टरशी संबंधित आहे, त्याची बँडविड्थ 6.2 eV आहे, उच्च थर्मल चालकता, प्रतिरोधकता, ब्रेकडाउन फील्ड स्ट्रेंथ, तसेच उत्कृष्ट रासायनिक आणि थर्मल स्थिरता, केवळ एक महत्त्वाचा निळा प्रकाश नाही, अल्ट्राव्हायोलेट सामग्री आहे. , किंवा इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे आणि एकात्मिक सर्किट्स, महत्त्वाचे पॅकेजिंग, डायलेक्ट्रिक अलगाव आणि इन्सुलेशन सामग्री, विशेषत: उच्च-तापमान उच्च-शक्ती उपकरणांसाठी. याव्यतिरिक्त, AlN आणि GaN मध्ये चांगली थर्मल जुळणी आणि रासायनिक सुसंगतता आहे, AlN चा GaN एपिटॅक्सियल सब्सट्रेट म्हणून वापर केला जातो, GaN उपकरणांमधील दोष घनता लक्षणीयरीत्या कमी करू शकतो, डिव्हाइसची कार्यक्षमता सुधारू शकतो.

सध्या, जगामध्ये 2 इंच व्यासासह AlN इनगॉट्स वाढवण्याची क्षमता आहे, परंतु मोठ्या आकाराच्या क्रिस्टल्सच्या वाढीसाठी अद्याप अनेक समस्या सोडवल्या पाहिजेत आणि क्रूसिबल सामग्री ही एक समस्या आहे.

उच्च तापमानाच्या वातावरणात AlN क्रिस्टल वाढीची PVT पद्धत, AlN गॅसिफिकेशन, गॅस-फेज ट्रान्सपोर्ट आणि रिक्रिस्टलायझेशन क्रियाकलाप तुलनेने बंद क्रुसिबलमध्ये केले जातात, त्यामुळे उच्च तापमान प्रतिरोध, गंज प्रतिकार आणि दीर्घ सेवा आयुष्य हे क्रूसिबल सामग्रीचे महत्त्वपूर्ण निर्देशक बनले आहेत. AlN क्रिस्टल वाढ.

सध्या उपलब्ध क्रुसिबल मटेरिअल हे प्रामुख्याने रेफ्रेक्ट्री मेटल W आणि TaC सिरेमिक आहेत. C वातावरणातील भट्टीमध्ये AlN आणि कार्बनायझेशन इरोशनसह त्यांच्या संथ प्रतिक्रियामुळे W क्रूसिबलचे आयुष्य कमी असते. सध्या, वास्तविक AlN क्रिस्टल ग्रोथ क्रूसिबल मटेरियल प्रामुख्याने TaC सामग्रीवर केंद्रित आहे, जे उच्च वितळ बिंदू (3,880 ℃), उच्च विकर्स कठोरता (＞9.4) यासारख्या उत्कृष्ट भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांसह उच्चतम वितळ बिंदू असलेले बायनरी कंपाऊंड आहे. जीपीए) आणि उच्च लवचिकता मॉड्यूलस; यात उत्कृष्ट थर्मल चालकता, विद्युत चालकता आणि रासायनिक गंज (फक्त नायट्रिक ऍसिड आणि हायड्रोफ्लोरिक ऍसिडच्या मिश्रित द्रावणात विरघळलेली) प्रतिकारशक्ती आहे. क्रूसिबलमध्ये TaC वापरण्याचे दोन प्रकार आहेत: एक म्हणजे स्वतः TaC क्रूसिबल आणि दुसरे म्हणजे ग्रेफाइट क्रूसिबलचे संरक्षणात्मक आवरण.

TaC क्रूसिबलमध्ये उच्च क्रिस्टल शुद्धता आणि लहान गुणवत्तेचे नुकसान आहे, परंतु क्रूसिबल तयार करणे कठीण आहे आणि त्याची किंमत जास्त आहे. TaC-कोटेड ग्रेफाइट क्रूसिबल, जे ग्रेफाइट सामग्रीची सुलभ प्रक्रिया आणि TaC क्रूसिबलचे कमी प्रदूषण एकत्र करते, संशोधकांनी पसंत केले आहे आणि ते AlN क्रिस्टल्स आणि SiC क्रिस्टल्सच्या वाढीसाठी यशस्वीरित्या लागू केले गेले आहे. TaC कोटिंग प्रक्रियेला अधिक अनुकूल करून आणि कोटिंगची गुणवत्ता सुधारून, दTaC-लेपित ग्रेफाइट क्रूसिबलAlN क्रिस्टल ग्रोथ क्रूसिबलसाठी ही पहिली पसंती असेल, जी AlN क्रिस्टल ग्रोथची किंमत कमी करण्यासाठी संशोधन मूल्याची आहे.