‌Timization de defeitos e pureza em cristais SiC por revestimento TAC

1.A densidade de defeitos diminuiu significativamente

ORevestimento TACElimina quase completamente o fenômeno de encapsulamento de carbono, isolando o contato direto entre o cadinho de grafite e o fundido SiC, reduzindo significativamente a densidade de defeito das microtubas. Dados experimentais mostram que a densidade dos defeitos do microtubo causada pelo revestimento de carbono nos cristais cultivados em cadinho revestido de TAC é reduzido em mais de 90% em comparação com os cadrubos de grafite tradicionais. A superfície do cristal é uniformemente convexa e não há estrutura policristalina na borda, enquanto os cadios de grafite comuns geralmente apresentam policristalização de borda e depressão cristalina e outros defeitos.

2. Inibição de impureza e melhoria de pureza

O material TAC possui excelente inércia química para os vapores Si, C e N e pode efetivamente impedir impurezas como nitrogênio na grafite de se difundir no cristal. Os testes de GDMS e Hall mostram que a concentração de nitrogênio no cristal diminuiu mais de 50%e a resistividade aumentou para 2-3 vezes a do método tradicional. Embora uma quantidade vestigial do elemento TA tenha sido incorporada (proporção atômica <0,1%), o conteúdo total de impureza total foi reduzido em mais de 70%, melhorando significativamente as propriedades elétricas do cristal.

3. Morfologia de cristal e uniformidade de crescimento

O revestimento TAC regula o gradiente de temperatura na interface de crescimento de cristais, permitindo que o lingote do cristal cresça em uma superfície curva convexa e homogeneizando a taxa de crescimento da borda, evitando assim o fenômeno de policristalização causado pelo superoloração de arestas nos cruzamentos tradicionais de grafite. A medição real mostra que o desvio de diâmetro do engatado de cristal cultivado no cadinho revestido com TAC é ≤2%, e a nitidez da superfície do cristal (RMS) é melhorada em 40%.

O mecanismo de regulação do revestimento TAC no campo térmico e características de transferência de calor

Comparação de desempenho do revestimento TAC com outros materiais cadinhos

‌ Material Type‌	‌Temperature Resistance‌	‌ Ineridade química‌	‌ Força -mecânica ‌	‌ Densidade do defeito de crystal	‌ Cenários de aplicação típicos
Grafite com revestimento de TAC	≥2600 ° C.	Nenhuma reação com vapor Si/C	Dureza Mohs 9-10, forte resistência ao choque térmico	<1 cm⁻² (micropipes)	Crescimento de cristal único de alta pureza 4H/6H-SIC
‌Bare Graphite	≤2200 ° C.	Corroído pelo SI Vapor Lankeing C	Baixa resistência, propensa a rachaduras	10-50 cm⁻²	Substratos SiC econômicos para dispositivos de energia
‌ ‌ ‌ ‌ ‌SIC Coated Graphite	≤1600 ° C.	Reage com o Si formando sic₂ em altas temperaturas	Alta dureza, mas quebradiça	5-10 cm⁻²	Materiais de embalagem para semicondutores de temperatura média
‌Bn cadinho	<2000k	Libera impurezas N/B.	Baixa resistência à corrosão	8-15 cm⁻²	Substratos epitaxiais para semicondutores compostos

O revestimento TAC alcançou uma melhoria abrangente na qualidade dos cristais SiC através de um mecanismo triplo de barreira química, otimização de campo térmico e regulamento de interface

• A densidade do microtubo de controle de defeitos é menor que 1 cm⁻², e o revestimento de carbono é completamente eliminado
• Melhoria da pureza: concentração de nitrogênio <1 × 10¹⁷ cm⁻³, resistividade> 10⁴ Ω · cm;
• A melhora da uniformidade do campo térmico na eficiência do crescimento reduz o consumo de energia em 4% e amplia a vida útil do Crucol em 2 a 3 vezes.