Poröser TaC-Ring

Siliziumkarbid (SiC), ein Halbleitermaterial der dritten Generation, verfügt über herausragende Eigenschaften wie eine hohe Bandlücke, hohe Wärmeleitfähigkeit und ein hohes Durchbruchfeld. Dies macht es in Bereichen wie Fahrzeugen mit alternativer Energie, Schienenverkehr, 5G-Kommunikation und Leistungselektronik unverzichtbar. Das Wachstum von SiC-Einkristallen erfordert extrem hohe Temperaturen (> 2000 °C) und raue physikalische und chemische Umgebungen. Dies stellt extrem hohe Anforderungen an Schlüsselkomponenten der Wachstumsausrüstung, wie Tiegel und Wärmefeldkomponenten. Semixlab bietet poröse Tantalkarbidringe (TaC) an, die sich mit ihren einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften als ideales Material für die Optimierung des Wachstums von SiC-Einkristallen erwiesen haben.

Kerneigenschaften poröser Tantalkarbidringe

1. Hochtemperaturstabilität

Der Schmelzpunkt von Tantalkarbid beträgt bis zu 3880 °C, im Wachstumstemperaturbereich von Siliziumkarbid-Einkristallen (2000–2500 °C) bleibt die strukturelle Stabilität erhalten und Verformungen oder Verflüchtigungen werden vermieden.

Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (6.3×10⁻⁶/K), wodurch das Risiko von Rissen durch thermische Spannung verringert wird.

2. Chemische Inertheit

Es ist gut mit Siliziumkarbid, Graphit und anderen Materialien kompatibel und reagiert bei hohen Temperaturen nicht mit Silizium- (Si) und Kohlenstoff- (C) Dampf, um eine Verschmutzung der Kristalle zu vermeiden. Hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegenüber Silizium-/Kohlenstoffgasen.

Schnelles Detail:

1. Andere Namen: Poröser TaC-Ring, poröses Tantalcarbid, TaC-beschichteter Ring

2. Anwendung: Als Kernkomponente des Wärmefeldsystems reguliert der poröse TaC-Ring durch seine poröse Struktur die Wärmestrahlungsverteilung, verringert den radialen Temperaturgradienten und verbessert die axiale Wachstumsgleichmäßigkeit des Siliziumkarbid-Einkristalls. In Kombination mit dem Graphitheizer können die durch lokale Überhitzung verursachten Kristallspannungsdefekte verringert werden.

3. Kernparameter: Der Schmelzpunkt von Tantalcarbid beträgt bis zu 3880 °C, im Wachstumstemperaturbereich von Siliziumkarbid-Einkristallen (2000–2500 °C), um die strukturelle Stabilität aufrechtzuerhalten und Verformungen oder Verflüchtigungen zu vermeiden.

Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient (6.3×10⁻⁶/K), wodurch das Risiko von Rissen durch thermische Spannung verringert wird.

Die Schlüsselanwendung im Wachstum von Siliziumkarbid-Einkristallen

1. Wärmefeldgestaltung und Temperaturregelung

Als Kernkomponente des thermischen Feldsystems reguliert der poröse TaC-Ring durch seine poröse Struktur die Wärmestrahlungsverteilung, reduziert den radialen Temperaturgradienten und verbessert die axiale Wachstumsgleichmäßigkeit des Kristalls.

In Kombination mit der Graphitheizung können die durch lokale Überhitzung verursachten Kristallspannungsdefekte reduziert werden.

2. Gastransport und Reaktionsoptimierung

In PVT-Züchtungsöfen können poröse TaC-Ringe als Gasdiffusionsmedium verwendet werden, um Si/C-Dampf gleichmäßig auf der Oberfläche des Impfkristalls zu verteilen, was die Kristallwachstumsrate und die Kristallqualität verbessern kann.

Die Porenstruktur kann Spurenverunreinigungen (wie Metallionen) adsorbieren und die Reinheit des Kristalls verbessern (spezifischer Widerstand >10⁵ Ω·cm).

3. Langlebige Stützbaugruppe

Anstelle herkömmlicher Graphitmaterialien wird es für Tiegelstützringe oder Wärmeisolationsschichten verwendet, um das Problem des Graphitpulvers bei hohen Temperaturen zu vermeiden und die Lebensdauer der Geräte (> 1000 Stunden) zu verlängern.

Die poröse Struktur baut thermische Spannungskonzentrationen ab und verringert das Risiko einer Rissbildung.

Der TaC-Ring wird hauptsächlich in der PVT-Methode verwendet

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der poröse TaC-Ring von Semixlab die Kristallqualität verbessert: Ein gleichmäßiges thermisches Feld reduziert die Defektdichte und unterstützt die Herstellung großer SiC-Einkristalle von 6 Zoll und mehr.

Optimierung der Prozesseffizienz: Beschleunigen Sie die Effizienz der Gasübertragung und steigern Sie die Wachstumsrate um 10–15 %.

Reduzieren Sie die Produktionskosten: Langlebige Komponenten reduzieren die Häufigkeit der Gerätewartung und die Gesamtkosten werden um 20–30 % gesenkt.

Vorteile der porösen Struktur

Die steuerbare Porosität (30–60 %) optimiert den Gasdiffusionsweg und fördert einen gleichmäßigen Si/C-Dampftransport bei PVT (Physical Vapor Transport Method).

Die große spezifische Oberfläche verbessert die Effizienz der Wärmestrahlung, trägt zur Bildung eines gleichmäßigen Temperaturfelds bei und verhindert Kristalldefekte (wie Mikrotubuli und Versetzungen).