‌Optimisation des défauts et de la pureté dans les cristaux SIC par revêtement TAC

1. La densité des défauts a diminué de manière significative

LeRevêtement TACÉlimine presque complètement le phénomène d'encapsulation du carbone en isolant le contact direct entre le creuset en graphite et la fonte SIC, réduisant considérablement la densité des défauts des microtubes. Les données expérimentales montrent que la densité des défauts de microtubes causée par le revêtement de carbone dans les cristaux cultivés dans des crépités enduits de TAC est réduite de plus de 90% par rapport aux crépides en graphite traditionnelles. La surface cristalline est uniformément convexe, et il n'y a pas de structure polycristalline au bord, tandis que les creusets en graphite ordinaires ont souvent une polycristallisation du bord et une dépression cristalline et d'autres défauts.

2. Inhibition de l'impureté et amélioration de la pureté

Le matériau TAC a une excellente inertie chimique aux vapeurs SI, C et N et peut prévenir efficacement des impuretés telles que l'azote dans le graphite de diffuser dans le cristal. Les tests GDMS et Hall montrent que la concentration en azote dans le cristal a diminué de plus de 50%, et la résistivité est passée à 2 à 3 fois celle de la méthode traditionnelle. Bien qu'une trace d'élément TA ait été incorporée (proportion atomique <0,1%), la teneur totale globale à l'impureté a été réduite de plus de 70%, améliorant considérablement les propriétés électriques du cristal.

3. Morphologie des cristaux et uniformité de croissance

Le revêtement TAC régule le gradient de température à l'interface de croissance cristalline, permettant au lingot cristallin de se développer sur une surface incurvée convexe et à homogénéiser le taux de croissance des bords, évitant ainsi le phénomène de polycristallisation causé par la sur-refroidissement par le bord dans les crucibles de graphite traditionnelles. La mesure réelle montre que la déviation du diamètre du lingot cristallin cultivé dans le creuset enduit de TAC est ≤ 2%, et la planéité de la surface cristalline (RMS) est améliorée de 40%.

Le mécanisme de régulation du revêtement TAC sur le champ thermique et les caractéristiques de transfert de chaleur

Comparaison des performances du revêtement TAC avec d'autres matériaux de creuset

Type de matériau‌	‌ résistance à la température‌	‌ERTERNÉE CHERIMIQUE‌	‌Reté mécanique‌	‌ densité de défaut de cristal	Scénarios d'application typique
Graphite revêtu de TAC	≥2600 ° C	Aucune réaction avec la vapeur SI / C	MOHS DURNESS 9-10, forte résistance aux chocs thermiques	<1 cm⁻² (micropipes)	Croissance monocristallissée de haute pureté 4H / 6H-SIC
‌Bare Graphite	≤2200 ° C	Corrodé par SI Vapor libérant C	Faible résistance, sujette à la fissuration	10-50 cm⁻²	Substrats SIC rentables pour les dispositifs d'alimentation
Graphite enduit de sic	≤ 1600 ° C	Réagit avec Si formant sic₂ à des températures élevées	Haute dure mais cassante	5-10 cm⁻²	Matériaux d'emballage pour semi-conducteurs à température moyenne
‌Bn Crucible	<2000k	Libère des impuretés N / B	Mauvaise résistance à la corrosion	8-15 cm⁻²	Substrats épitaxiaux pour les semi-conducteurs composés

Le revêtement TAC a réalisé une amélioration complète de la qualité des cristaux SIC grâce à un triple mécanisme de barrière chimique, d'optimisation du champ thermique et de régulation d'interface

• La densité des microtubes de contrôle des défauts est inférieure à 1 cm⁻², et le revêtement en carbone est complètement éliminé
• Amélioration de la pureté: concentration en azote <1 × 10¹⁷ cm⁻³, résistivité> 10⁴ ω · cm;
• L'amélioration de l'uniformité des champs thermiques dans l'efficacité de croissance réduit la consommation d'énergie de 4% et prolonge la durée de vie du creuset de 2 à 3 fois.