Tối đa hóa các khuyết tật và độ tinh khiết trong các tinh thể sic bằng cách phủ TAC

1. Mật độ khiếm khuyết đã giảm đáng kể

CácLớp phủ TACGần như hoàn toàn loại bỏ hiện tượng đóng gói carbon bằng cách phân lập sự tiếp xúc trực tiếp giữa lò nướng than chì và SIC tan chảy, làm giảm đáng kể mật độ khiếm khuyết của microtubes. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy mật độ của các khiếm khuyết microtube gây ra bởi lớp phủ carbon trong các tinh thể được trồng trong các loại hình chữ tư phủ TAC bị giảm hơn 90% so với các loại cây trồng than chì truyền thống. Bề mặt tinh thể là lồi đồng đều, và không có cấu trúc đa tinh thể ở rìa, trong khi các loại hình nang than chì thông thường thường có đa tinh thể cạnh và trầm cảm tinh thể và các khuyết tật khác.

2. Ức chế tạp chất và cải thiện độ tinh khiết

Vật liệu TAC có sự trơ hóa hóa học tuyệt vời đối với hơi Si, C và N và có thể ngăn ngừa các tạp chất như nitơ trong than chì khuếch tán vào tinh thể. Các xét nghiệm GDMS và Hall cho thấy nồng độ nitơ trong tinh thể đã giảm hơn 50%và điện trở suất đã tăng lên gấp 2-3 lần so với phương pháp truyền thống. Mặc dù một lượng nguyên tố TA được kết hợp (tỷ lệ nguyên tử <0,1%), tổng hàm lượng tạp chất tổng thể đã giảm hơn 70%, cải thiện đáng kể các tính chất điện của tinh thể.

3. Hình thái tinh thể và tính đồng nhất tăng trưởng

Lớp phủ TAC điều chỉnh độ dốc nhiệt độ tại giao diện tăng trưởng tinh thể, cho phép thỏi tinh thể phát triển trên bề mặt cong lồi và đồng nhất hóa tốc độ tăng trưởng cạnh, do đó tránh được hiện tượng đa tinh thể gây ra do cạnh quá mức trong creocbles truyền thống. Phép đo thực tế cho thấy độ lệch đường kính của thỏi tinh thể được trồng trong nồi nấu kim loại TAC là ≤2%và độ phẳng bề mặt tinh thể (RMS) được cải thiện 40%.

Cơ chế điều tiết của lớp phủ TAC trên trường nhiệt và đặc tính truyền nhiệt

So sánh hiệu suất của lớp phủ TAC với các vật liệu nồi nấu kim loại khác

Loại vật liệu‌	Điện trở nhiệt độ‌	‌Chemical trơ	Sức mạnh cơ học ‌	Mật độ khuyết tật tinh thể	Kịch bản ứng dụng chính thức
‌TAC tráng than chì	≥2600 ° C.	Không có phản ứng với hơi Si/C	Độ cứng của Mohs 9-10, khả năng chống sốc nhiệt mạnh	<1 cm⁻² (micropipes)	Tăng trưởng tinh thể đơn 4H/6H-SIC có độ tinh khiết cao
‌Bare than chì	≤2200 ° C.	Bị ăn mòn bởi SI Hapor Releasing C	Sức mạnh thấp, dễ bị nứt	10-50 cm⁻²	Chất nền SIC hiệu quả về chi phí cho các thiết bị điện
Lớp phủ than chì	≤1600 ° C.	Phản ứng với SI tạo thành SIC₂ ở nhiệt độ cao	Độ cứng cao nhưng giòn	5-10 cm⁻²	Vật liệu đóng gói cho chất bán dẫn ở nhiệt độ trung bình
‌BN Crucible	<2000k	Phát hành tạp chất N/B	Kháng ăn mòn kém	8-15 cm⁻²	Chất nền epiticular cho chất bán dẫn hợp chất

Lớp phủ TAC đã đạt được sự cải thiện toàn diện về chất lượng của các tinh thể SIC thông qua cơ chế ba của hàng rào hóa học, tối ưu hóa trường nhiệt và điều chỉnh giao diện

• Mật độ microtube kiểm soát khiếm khuyết nhỏ hơn 1 cm⁻² và lớp phủ carbon được loại bỏ hoàn toàn
• Cải thiện độ tinh khiết: Nồng độ nitơ <1 × 10⁷ cm⁻³, điện trở suất> 10⁴ · cm;
• Việc cải thiện tính đồng nhất của trường nhiệt trong hiệu quả tăng trưởng làm giảm 4% mức tiêu thụ điện năng và kéo dài tuổi thọ trong 2 đến 3 lần.