بوتقة طلاء TaC لنمو كريستال AlN

ينتمي الجيل الثالث من مواد أشباه الموصلات AlN إلى أشباه الموصلات ذات فجوة الحزمة المباشرة، ويبلغ عرض نطاقها 6.2 فولت، مع الموصلية الحرارية العالية والمقاومة وقوة مجال الانهيار، فضلاً عن الثبات الكيميائي والحراري الممتاز، وهي ليست مجرد ضوء أزرق مهم، ومواد فوق بنفسجية. ، أو الأجهزة الإلكترونية والدوائر المتكاملة، والتغليف المهم، والمواد العازلة والعازلة، خاصة للأجهزة ذات الطاقة العالية التي تتحمل درجات الحرارة العالية. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع AlN وGaN بتوافق حراري جيد وتوافق كيميائي، ويمكن أن يقلل AlN المستخدم كركيزة الفوقي GaN، بشكل كبير من كثافة الخلل في أجهزة GaN، ويحسن أداء الجهاز.

في الوقت الحاضر، يتمتع العالم بالقدرة على تنمية سبائك AlN بقطر 2 بوصة، ولكن لا يزال هناك العديد من المشكلات التي يتعين حلها لنمو بلورات أكبر حجمًا، وتعد مادة البوتقة إحدى المشكلات.

يتم تنفيذ طريقة PVT لنمو بلورات AlN في بيئة ذات درجة حرارة عالية وتغويز AlN ونقل الطور الغازي وأنشطة إعادة البلورة في بوتقات مغلقة نسبيًا، لذلك أصبحت مقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل وعمر الخدمة الطويل مؤشرات مهمة لمواد البوتقة نمو كريستال AlN.

المواد البوتقة المتوفرة حاليًا هي في الأساس معدن مقاوم للحرارة من السيراميك W وTaC. تتمتع البوتقات W بعمر بوتقة قصير بسبب تفاعلها البطيء مع AlN والتآكل الكربنة في أفران الغلاف الجوي C. في الوقت الحاضر، تركز مواد بوتقة نمو بلورات AlN الحقيقية بشكل أساسي على مواد TaC، وهو مركب ثنائي يتمتع بأعلى نقطة انصهار مع خصائص فيزيائية وكيميائية ممتازة، مثل نقطة انصهار عالية (3880 درجة مئوية)، وصلابة فيكرز العالية (> 9.4 المعدل التراكمي) ومعامل مرونة عالية؛ فهو يتمتع بموصلية حرارية ممتازة، وموصلية كهربائية، ومقاومة للتآكل الكيميائي (يذوب فقط في محلول مختلط من حمض النيتريك وحمض الهيدروفلوريك). تطبيق TaC في البوتقة له شكلان: أحدهما عبارة عن بوتقة TaC نفسها والآخر عبارة عن طبقة واقية من بوتقة الجرافيت.

تتميز بوتقة TaC بمزايا النقاء البلوري العالي وفقدان الجودة الصغير، ولكن من الصعب تشكيل البوتقة ولها تكلفة عالية. بوتقة الجرافيت المطلية بـ TaC، والتي تجمع بين المعالجة السهلة لمواد الجرافيت والتلوث المنخفض لبوتقة TaC، تم تفضيلها من قبل الباحثين وتم تطبيقها بنجاح على نمو بلورات AlN وبلورات SiC. من خلال تحسين عملية طلاء TaC وتحسين جودة الطلاء، فإنبوتقة الجرافيت المغلفة بـ TaCسيكون الخيار الأول لبوتقة نمو بلورات AlN، والتي لها قيمة بحثية كبيرة لتقليل تكلفة نمو بلورات AlN.