Anneau TaC poreux

Le carbure de silicium (SiC), un matériau semi-conducteur de troisième génération, présente des propriétés exceptionnelles telles qu'une bande interdite élevée, une conductivité thermique élevée et un champ électrique de claquage élevé, ce qui le rend crucial dans des domaines tels que les véhicules à énergies nouvelles, le transport ferroviaire, la communication 5G et l'électronique de puissance. La croissance de monocristaux de SiC nécessite des températures extrêmement élevées (> 2000 °C) et des environnements physiques et chimiques difficiles, ce qui impose des exigences très élevées aux composants clés de l'équipement de croissance, tels que les creusets et les composants de champ thermique. Semixlab propose des anneaux poreux en carbure de tantale (TaC). Grâce à leurs propriétés physiques et chimiques uniques, ils sont devenus un matériau idéal pour optimiser le processus de croissance des monocristaux de SiC.

Caractéristiques principales des anneaux en carbure de tantale poreux

1. Stabilité à haute température

Point de fusion du carbure de tantale jusqu'à 3880℃, dans la plage de température de croissance du monocristal de carbure de silicium (2000-2500℃) pour maintenir la stabilité structurelle, éviter la déformation ou la volatilisation.

Faible coefficient de dilatation thermique (6.3×10⁻⁶/K), réduisant le risque de fissures causées par les contraintes thermiques.

2. Inertie chimique

Il a une forte compatibilité avec le carbure de silicium, le graphite et d'autres matériaux, et ne réagit pas avec les vapeurs de silicium (Si) et de carbone (C) à haute température pour éviter de polluer les cristaux. Excellente résistance à la corrosion aux gaz silicium/carbone.

Détail rapide:

1. Autres noms : anneau en TaC poreux, carbure de tantale poreux, anneau revêtu de TaC

2. Application : En tant que composant principal du système de champ thermique, l'anneau TaC poreux régule la distribution du rayonnement thermique grâce à sa structure poreuse, réduit le gradient de température radial et améliore l'uniformité de la croissance axiale du monocristal de carbure de silicium. Combiné au réchauffeur en graphite, les défauts de contrainte cristalline causés par une surchauffe locale peuvent être réduits.

3. Paramètres de base : point de fusion du carbure de tantale jusqu'à 3880℃, dans la plage de température de croissance du monocristal de carbure de silicium (2000-2500℃) pour maintenir la stabilité structurelle, éviter la déformation ou la volatilisation.

Faible coefficient de dilatation thermique (6.3×10⁻⁶/K), réduisant le risque de fissures causées par les contraintes thermiques.

L'application clé dans la croissance du monocristal de carbure de silicium

1. Conception du champ thermique et contrôle de la température

En tant que composant central du système de champ thermique, l'anneau poreux TaC régule la distribution du rayonnement thermique grâce à sa structure poreuse, réduit le gradient de température radial et améliore l'uniformité de la croissance axiale du cristal.

Associé au réchauffeur en graphite, les défauts de contrainte cristalline causés par une surchauffe locale peuvent être réduits.

2. Transport de gaz et optimisation de la réaction

Dans le four de croissance PVT, les anneaux TaC poreux peuvent être utilisés comme milieu de diffusion de gaz pour répartir uniformément la vapeur Si/C sur la surface du cristal de germination, ce qui peut améliorer le taux de croissance et la qualité du cristal.

La structure des pores peut adsorber les traces d'impuretés (telles que les ions métalliques) et améliorer la pureté du cristal (résistivité > 10⁵ Ω·cm).

3. Ensemble de support longue durée

Au lieu des matériaux en graphite traditionnels, il est utilisé pour les anneaux de support de creuset ou les couches d'isolation thermique pour éviter le problème de la poudre de graphite à haute température et prolonger la durée de vie de l'équipement (> 1000 heures).

La structure poreuse soulage la concentration des contraintes thermiques et réduit le risque de fissuration.

Anneau TaC principalement utilisé dans la méthode PVT

En résumé, l'anneau TaC poreux de Semixlab améliore la qualité des cristaux : un champ thermique uniforme réduit la densité des défauts et prend en charge la préparation de monocristaux SiC de grande taille de 6 pouces et plus.

Optimisation de l'efficacité des processus : Accélérez l'efficacité du transport de gaz et augmentez le taux de croissance de 10 à 15 %.

Réduire les coûts de production : les composants longue durée réduisent la fréquence de maintenance des équipements et le coût global est réduit de 20 à 30 %.

Avantages de la structure poreuse

La porosité contrôlable (30-60%) optimise le chemin de diffusion du gaz et favorise un transport uniforme de vapeur Si/C dans le PVT (méthode de transport physique de vapeur).

La surface spécifique élevée améliore l'efficacité du rayonnement thermique, aide à former un champ de température uniforme et inhibe les défauts cristallins (tels que les microtubules et les dislocations).