TaC premazni lonček za rast kristalov AlN

Tretja generacija polprevodniških materialov AlN spada med polprevodnike z neposrednim pasovnim razmakom, njegova pasovna širina 6,2 eV, z visoko toplotno prevodnostjo, upornostjo, prebojno poljsko jakostjo ter odlično kemično in toplotno stabilnostjo, ni le pomembna modra svetloba, ultravijolični materiali , ali elektronske naprave in integrirana vezja, pomembna embalaža, dielektrična izolacija in izolacijski materiali, zlasti za naprave z visoko temperaturo in visoko močjo. Poleg tega imata AlN in GaN dobro toplotno ujemanje in kemično združljivost, AlN, ki se uporablja kot epitaksialni substrat GaN, lahko znatno zmanjša gostoto napak v napravah GaN in izboljša delovanje naprave.

Trenutno je svet zmožen gojiti ingote AlN s premerom 2 palca, vendar je še vedno veliko težav, ki jih je treba rešiti za rast večjih kristalov, in material lončka je ena od težav.

Metoda PVT za rast kristalov AlN v visokotemperaturnem okolju, uplinjanje AlN, transport v plinski fazi in rekristalizacija se izvajajo v razmeroma zaprtih lončkih, zato so odpornost na visoke temperature, odpornost proti koroziji in dolga življenjska doba postali pomembni pokazatelji materialov lončkov za Rast kristalov AlN.

Trenutno razpoložljivi materiali za lončke so predvsem ognjevzdržna kovina W in TaC keramika. W lončki imajo kratko življenjsko dobo zaradi počasne reakcije z AlN in karbonizacijske erozije v pečeh s C atmosfero. Trenutno so pravi materiali lončkov za rast kristalov AlN osredotočeni predvsem na materiale TaC, ki je binarna spojina z najvišjim tališčem z odličnimi fizikalnimi in kemijskimi lastnostmi, kot je visoko tališče (3880 ℃), visoka Vickersova trdota (＞9,4). GPa) in visok modul elastičnosti; ima odlično toplotno prevodnost, električno prevodnost in odpornost proti kemični koroziji (samo raztopljen v mešani raztopini dušikove in fluorovodikove kisline). Uporaba TaC v lončku ima dve obliki: ena je sam lonček TaC, druga pa kot zaščitna prevleka grafitnega lončka.

TaC lonček ima prednosti visoke kristalne čistosti in majhne izgube kakovosti, vendar je lonček težko oblikovati in ima visoke stroške. Raziskovalci so dali prednost grafitnemu lončku, prevlečenemu s TaC, ki združuje enostavno obdelavo grafitnega materiala in nizko kontaminacijo lončka s TaC, in so ga uspešno uporabili za rast kristalov AlN in kristalov SiC. Z nadaljnjo optimizacijo postopka nanosa TaC in izboljšanjem kakovosti nanosa jeGrafitni lonček, prevlečen s TaCbo prva izbira za lonček za rast kristalov AlN, ki ima veliko raziskovalno vrednost za zmanjšanje stroškov rasti kristalov AlN.