Crisol con revestimiento de TaC para el crecimiento de cristales de AlN

La tercera generación de materiales semiconductores AlN pertenece al semiconductor de banda prohibida directa, su ancho de banda de 6,2 eV, con alta conductividad térmica, resistividad, intensidad de campo de ruptura, así como una excelente estabilidad química y térmica, no es solo una importante luz azul, materiales ultravioleta. , o dispositivos electrónicos y circuitos integrados, embalajes importantes, aislamiento dieléctrico y materiales aislantes, especialmente para dispositivos de alta temperatura y alta potencia. Además, AlN y GaN tienen una buena compatibilidad térmica y química; el AlN utilizado como sustrato epitaxial de GaN puede reducir significativamente la densidad de defectos en los dispositivos de GaN y mejorar el rendimiento del dispositivo.

En la actualidad, el mundo tiene la capacidad de cultivar lingotes de AlN con un diámetro de 2 pulgadas, pero aún quedan muchos problemas por resolver para el crecimiento de cristales de mayor tamaño, y el material del crisol es uno de los problemas.

El método PVT de crecimiento de cristales de AlN en un ambiente de alta temperatura, gasificación de AlN, transporte en fase gaseosa y actividades de recristalización se llevan a cabo en crisoles relativamente cerrados, por lo que la resistencia a altas temperaturas, la resistencia a la corrosión y la larga vida útil se han convertido en indicadores importantes de los materiales del crisol para Crecimiento de cristales de AlN.

Los materiales de crisol disponibles actualmente son principalmente cerámicas W y TaC de metal refractario. Los crisoles W tienen una vida corta debido a su lenta reacción con AlN y la erosión por carbonización en los hornos con atmósfera C. En la actualidad, los materiales reales del crisol de crecimiento de cristales de AlN se centran principalmente en materiales de TaC, que es un compuesto binario con el punto de fusión más alto con excelentes propiedades físicas y químicas, como alto punto de fusión (3880 ℃), alta dureza Vickers (>9,4). GPa) y módulo de elasticidad alto; Tiene excelente conductividad térmica, conductividad eléctrica y resistencia a la corrosión química (solo disuelta en una solución mixta de ácido nítrico y ácido fluorhídrico). La aplicación de TaC en crisol tiene dos formas: una es el crisol de TaC en sí y la otra es como capa protectora del crisol de grafito.

El crisol de TaC tiene las ventajas de una alta pureza cristalina y una pequeña pérdida de calidad, pero el crisol es difícil de formar y tiene un alto costo. Los investigadores han favorecido el crisol de grafito recubierto de TaC, que combina el fácil procesamiento del material de grafito y la baja contaminación del crisol de TaC, y se ha aplicado con éxito al crecimiento de cristales de AlN y cristales de SiC. Al optimizar aún más el proceso de recubrimiento de TaC y mejorar la calidad del recubrimiento, elCrisol de grafito recubierto de TaCSerá la primera opción para el crisol de crecimiento de cristales de AlN, que tiene un gran valor de investigación para reducir el costo del crecimiento de cristales de AlN.