Beim Wachstum von Siliciumcarbidkristallen ist die „Umgebung“ der Wachstumsgrenzfläche zwischen dem axialen Zentrum des Kristalls und dem Rand unterschiedlich, sodass die Kristallspannung am Rand zunimmt und der Kristallrand aufgrund des Einflusses des Graphitstopprings „Kohlenstoff“ leicht „umfassende Defekte“ aufweist. Wie man das Randproblem lösen oder die effektive Fläche des Zentrums (mehr als 95 %) erhöhen kann, ist ein wichtiges technisches Thema.
Da makroskopische Defekte wie „Mikrotubuli“ und „Einschlüsse“ von der Industrie zunehmend kontrolliert werden und Siliziumkarbidkristalle „schnell, lang und dick wachsen und in die Höhe wachsen“ sollen, treten die „umfassenden Defekte“ am Rand ungewöhnlich stark auf, und mit zunehmendem Durchmesser und zunehmender Dicke der Siliziumkarbidkristalle vervielfachen sich die „umfassenden Defekte“ am Rand mit dem Quadrat des Durchmessers und der Dicke.
Die Verwendung von Tantalcarbid-TaC-Beschichtungen dient der Lösung von Kantenproblemen und der Verbesserung der Kristallwachstumsqualität und ist eine der Kerntechnologien für schnelles, dickes und hohes Kristallwachstum. Um die technologische Entwicklung der Industrie voranzutreiben und die Abhängigkeit von Importen wichtiger Materialien zu verringern, hat Hengpu die Tantalcarbid-Beschichtungstechnologie (CVD) revolutioniert und ein international fortschrittliches Niveau erreicht.
Die Herstellung einer Tantalcarbid-Beschichtung (TaC) ist aus Sicht der Realisierung unkompliziert und lässt sich durch Sintern, CVD und andere Verfahren leicht realisieren. Beim Sinterverfahren wird Tantalcarbidpulver oder -vorläufer mit aktiven Bestandteilen (in der Regel Metallen) und einem Bindemittel (in der Regel langkettigen Polymeren) versetzt und auf die Oberfläche eines Graphitsubstrats aufgetragen. Anschließend wird das Substrat bei hoher Temperatur gesintert. Mittels CVD-Verfahren wird TaCl₅ + H₂ + CH₄ bei 900–1500 °C auf der Oberfläche der Graphitmatrix abgeschieden.
Die grundlegenden Parameter wie die Kristallorientierung der Tantalcarbid-Abscheidung, die gleichmäßige Schichtdicke, der Spannungsabbau zwischen Beschichtung und Graphitmatrix sowie die Vermeidung von Oberflächenrissen stellen jedoch eine enorme Herausforderung dar. Insbesondere in der SIC-Kristallwachstumsumgebung ist eine stabile Lebensdauer der entscheidende und am schwierigsten zu erreichende Parameter.
Veröffentlichungsdatum: 21. Juli 2023