Cadinho de revestimento TaC para crescimento de cristais de AlN

A terceira geração de materiais semicondutores AlN pertence ao semicondutor bandgap direto, sua largura de banda de 6,2 eV, com alta condutividade térmica, resistividade, intensidade de campo de ruptura, além de excelente estabilidade química e térmica, não é apenas uma importante luz azul, materiais ultravioleta , ou dispositivos eletrônicos e circuitos integrados, embalagens importantes, isolamento dielétrico e materiais de isolamento, especialmente para dispositivos de alta temperatura e alta potência. Além disso, AlN e GaN têm uma boa combinação térmica e compatibilidade química. AlN usado como substrato epitaxial de GaN pode reduzir significativamente a densidade de defeitos em dispositivos GaN e melhorar o desempenho do dispositivo.

Atualmente, o mundo tem capacidade de cultivar lingotes de AlN com diâmetro de 2 polegadas, mas ainda existem muitos problemas a serem resolvidos para o crescimento de cristais de maior tamanho, e o material do cadinho é um dos problemas.

O método PVT de crescimento de cristais de AlN em um ambiente de alta temperatura, gaseificação de AlN, transporte em fase gasosa e atividades de recristalização são realizados em cadinhos relativamente fechados, portanto, resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão e longa vida útil tornaram-se indicadores importantes de materiais de cadinho para Crescimento de cristais de AlN.

Os materiais de cadinho atualmente disponíveis são principalmente metal refratário W e cerâmica TaC. Os cadinhos W têm uma vida útil curta devido à sua reação lenta com AlN e erosão por carbonização em fornos com atmosfera C. Atualmente, os materiais reais do cadinho de crescimento de cristal AlN estão focados principalmente em materiais TaC, que é um composto binário com o ponto de fusão mais alto com excelentes propriedades físicas e químicas, como alto ponto de fusão (3.880 ℃), alta dureza Vickers (> 9,4 GPa) e alto módulo de elasticidade; possui excelente condutividade térmica, condutividade elétrica e resistência à corrosão química (apenas dissolvido em solução mista de ácido nítrico e ácido fluorídrico). A aplicação de TaC no cadinho tem duas formas: uma é o próprio cadinho de TaC e a outra é como revestimento protetor do cadinho de grafite.

O cadinho TaC tem as vantagens de alta pureza de cristal e pequena perda de qualidade, mas o cadinho é difícil de formar e tem alto custo. O cadinho de grafite revestido com TaC, que combina o fácil processamento do material de grafite e a baixa contaminação do cadinho de TaC, tem sido preferido pelos pesquisadores e tem sido aplicado com sucesso ao crescimento de cristais de AlN e cristais de SiC. Ao otimizar ainda mais o processo de revestimento TaC e melhorar a qualidade do revestimento, oCadinho de grafite revestido com TaCserá a primeira escolha para o cadinho de crescimento de cristais de AlN, que é de grande valor de pesquisa para reduzir o custo do crescimento de cristais de AlN.