CVD TaC premaz Vodeći prsten

Semixlabov CVD TaC vodeći prsten za premaz dizajniran je za PVT proces rasta monokristala SiC i koristi tehnologiju kemijskog taloženja iz pare (CVD) za stvaranje visoko gustog premaza tantal karbida (TaC) na površini visokočiste grafitne podloge. Proizvod se koristi u PVT procesu kako bi se osigurala kvaliteta i učinkovitost rasta monokristala SiC preciznom kontrolom raspodjele toplinskog polja i smjera protoka zraka peći za rast monokristala SiC. Pogodan je za razne glavne sustave peći za rast monokristala SiC i domaće sustave, pogodan za visoke temperature (> 2000°C) i jaku korozivnu atmosferu.

Tantalov karbid (TaC), kao tipičan predstavnik keramike ultravisokih temperatura, ima talište od 3880 ℃, Mohsovu tvrdoću od gotovo 10, izvrsnu toplinsku vodljivost (oko 22 W/m·K) i nizak koeficijent toplinskog širenja (6.6 × 10-6 K-1), a stupanj usklađenosti toplinskog širenja s grafitnom podlogom znatno je bolji od tradicionalnog SiC premaza. TaC premaz je uzgojen u temperaturnom rasponu od 1373~1673 K kemijskim taloženjem iz parne faze (CVD) korištenjem reakcijskog sustava TaCl₅-C₃H₆-H₂-Ar, što je omogućilo točnu kontrolu debljine premaza (50~300 μm), veličine zrna i sadržaja slobodnog ugljika. Rezultati pokazuju da kada temperatura taloženja dosegne 1573 K, TaC premaz predstavlja kompaktno sinteriranje bez pukotina, a zrna tvore kontinuiranu strukturu protiv ljuštenja putem metalurškog vezivanja. Broj ciklusa otpornosti na toplinske udare više je od 5 puta veći od broja ciklusa neobloženog grafita. U proces je uveden dizajn gradijentnog prijelaznog sloja, poput kompozitne strukture TaC/Ta₂O, kako bi se dodatno ublažilo naprezanje na granici između premaza i podloge te osiguralo održavanje geometrijske stabilnosti unatoč jakim temperaturnim fluktuacijama (>1000 °C/min).

In the PVT growth furnace, the CVD TaC coated Deflector ring is responsible for guiding the gas phase transmission path, maintaining the axial temperature gradient, and supporting the seed crystal and the raw material crucible. Traditional graphite components are easy to react with Si/C vapor to form volatile carbides at high temperatures, resulting in surface erosion and release of impurities, which directly affect the purity of the crystal. Due to its extreme chemical inertness, CVD TaC coating exhibits near zero reactivity to Si, C vapor and byproducts (such as HCl) at 2300℃, effectively blocking the diffusion of substrate impurities (Fe, Al and other metal elements) to the growth interface. The measured data show that after the TaC coating guide ring is used, the microtubule density of 6-inch SiC single crystal is reduced to < 0.5cm-2, and the resistivity uniformity is increased to within ±3%, which is especially suitable for the mass production of SiC MOSFETs above 1200V for electric drive modules of new energy vehicles.

Kako bi se prilagodio glavnoj opremi za rast monokristala SiC-a metodom PVT, CVD TaC vodeći prsten za premazivanje usvaja modularni dizajn. Optimizacijom brzine protoka prekursora i puta taloženja, odstupanje ujednačenosti debljine premaza kontrolira se unutar ±3%, čak i kod složenih struktura kanala protoka (kao što su spiralni plinski kanal, porozni sloj medija), može se postići potpuna pokrivenost površine. U usporedbi s tradicionalnim raspršivanjem ili sinteriranjem premaza, CVD proces daje TaC sloju mikrotvrdoću do 25 GPa i čvrstoću međupovršinskog lijepljenja > 50 MPa. Nakon 2000 sati kontinuiranog rada na visokoj temperaturi, stopa gubitka kvalitete premaza je manja od 0.1%, što značajno produžuje ciklus zamjene dijelova. Prema statistikama, proizvodna linija SiC ingota pomoću vodećeg prstena može produžiti efektivno vrijeme rasta po peći na više od 120 sati, povećati godišnji proizvodni kapacitet za oko 18% i smanjiti neplanirane zastoje zbog kvara komponenti za 70%.

Regulacija temperaturnog gradijenta peći za uzgoj monokristala SiC.

Širenje kristala silicijevog karbida i vođenje usmjerenog rasta.

Ultra visoke temperature: Otpornost TaC premaza na temperature do 2000°C, stabilnost na visokim temperaturama je bolja od tradicionalnog SiC premaza.

Jaka otpornost na koroziju: Izvrsna otpornost na jake korozivne medije poput rastaljenog silicija i ugljikove pare.

Precizna kontrola toplinskog polja: visoka ujednačenost premaza (veličina zrna 5-15 μm) kako bi se osigurala konzistentnost rasta monokristala.

Prilagođeni dizajn: Podržava obradu prstenova za vođenje složene strukture, pogodan za višebrendne i samostalno dizajnirane sustave rasta monokristalnih peći.