நுண்துளை TaC வளையம்

மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்திப் பொருளான சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC), உயர் பட்டை இடைவெளி, உயர் வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் உயர் முறிவு மின்சார புலம் போன்ற சிறந்த பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, இது புதிய ஆற்றல் வாகனங்கள், ரயில் போக்குவரத்து, 5G தொடர்பு மற்றும் மின் மின்னணுவியல் போன்ற துறைகளில் முக்கியமானதாக அமைகிறது. SiC ஒற்றை படிகங்களின் வளர்ச்சிக்கு மிக அதிக வெப்பநிலை (>2000°C) மற்றும் கடுமையான இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் சூழல்கள் தேவைப்படுகின்றன, இது வளர்ச்சி உபகரணங்களின் முக்கிய கூறுகளான சிலுவை மற்றும் வெப்ப புல கூறுகள் மீது மிக அதிக கோரிக்கைகளை விதிக்கிறது. Semixlab, அவற்றின் தனித்துவமான இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளுடன், SiC ஒற்றை படிகங்களின் வளர்ச்சி செயல்முறையை மேம்படுத்துவதற்கான ஒரு சிறந்த பொருளாக மாறியுள்ளது.

நுண்துளை டான்டலம் கார்பைடு வளையங்களின் முக்கிய பண்புகள்

1. அதிக வெப்பநிலை நிலைத்தன்மை

சிலிக்கான் கார்பைடு ஒற்றை படிக வளர்ச்சி வெப்பநிலை வரம்பில் (2000-2500℃) டான்டலம் கார்பைடு உருகுநிலை 3880℃ வரை, கட்டமைப்பு நிலைத்தன்மையை பராமரிக்க, சிதைவு அல்லது ஆவியாகும் தன்மையைத் தவிர்க்க.

குறைந்த வெப்ப விரிவாக்க குணகம் (6.3×10⁻⁶/K), வெப்ப அழுத்தத்தால் ஏற்படும் விரிசல்களின் அபாயத்தைக் குறைக்கிறது.

2. வேதியியல் மந்தநிலை

இது சிலிக்கான் கார்பைடு, கிராஃபைட் மற்றும் பிற பொருட்களுடன் வலுவான பொருந்தக்கூடிய தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் படிகங்களை மாசுபடுத்துவதைத் தவிர்க்க அதிக வெப்பநிலையில் சிலிக்கான் (Si) மற்றும் கார்பன் (C) நீராவியுடன் வினைபுரிவதில்லை. சிலிக்கான்/கார்பன் வாயுக்களுக்கு சிறந்த அரிப்பு எதிர்ப்பு.

விரைவு விரிவாக:

1. பிற பெயர்கள்: நுண்துளை TaC வளையம், நுண்துளை டான்டலம் கார்பைடு, TaC பூசப்பட்ட வளையம்

2. பயன்பாடு: வெப்ப புல அமைப்பின் முக்கிய அங்கமாக, நுண்துளை TaC வளையம் அதன் நுண்துளை அமைப்பு மூலம் வெப்ப கதிர்வீச்சு விநியோகத்தை ஒழுங்குபடுத்துகிறது, ரேடியல் வெப்பநிலை சாய்வைக் குறைக்கிறது மற்றும் சிலிக்கான் கார்பைடு ஒற்றை படிகத்தின் அச்சு வளர்ச்சி சீரான தன்மையை மேம்படுத்துகிறது. கிராஃபைட் ஹீட்டருடன் இணைந்து, உள்ளூர் அதிக வெப்பமடைதலால் ஏற்படும் படிக அழுத்த குறைபாடுகளைக் குறைக்கலாம்.

3. முக்கிய அளவுருக்கள்: சிலிக்கான் கார்பைடு ஒற்றை படிக வளர்ச்சி வெப்பநிலை வரம்பில் (2000-2500℃) 3880℃ வரை டான்டலம் கார்பைடு உருகுநிலை, கட்டமைப்பு நிலைத்தன்மையை பராமரிக்க, சிதைவு அல்லது ஆவியாகும் தன்மையைத் தவிர்க்க.

குறைந்த வெப்ப விரிவாக்க குணகம் (6.3×10⁻⁶/K), வெப்ப அழுத்தத்தால் ஏற்படும் விரிசல்களின் அபாயத்தைக் குறைக்கிறது.

சிலிக்கான் கார்பைடு ஒற்றை படிகத்தின் வளர்ச்சியில் முக்கிய பயன்பாடு

1. வெப்ப புல வடிவமைப்பு மற்றும் வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு

வெப்ப புல அமைப்பின் மையக் கூறாக, நுண்துளை TaC வளையம் அதன் நுண்துளை அமைப்பு வழியாக வெப்பக் கதிர்வீச்சு விநியோகத்தை ஒழுங்குபடுத்துகிறது, ரேடியல் வெப்பநிலை சாய்வைக் குறைக்கிறது மற்றும் படிகத்தின் அச்சு வளர்ச்சி சீரான தன்மையை மேம்படுத்துகிறது.

கிராஃபைட் ஹீட்டருடன் இணைந்து, உள்ளூர் அதிக வெப்பத்தால் ஏற்படும் படிக அழுத்த குறைபாடுகளைக் குறைக்கலாம்.

2. வாயு போக்குவரத்து மற்றும் எதிர்வினை உகப்பாக்கம்

PVT வளர்ச்சி உலையில், விதை படிக மேற்பரப்பில் Si/C நீராவியை சமமாக விநியோகிக்க வாயு பரவல் ஊடகமாக நுண்துளை TaC வளையங்களைப் பயன்படுத்தலாம், இது படிக வளர்ச்சி விகிதம் மற்றும் படிக தரத்தை மேம்படுத்தும்.

துளை அமைப்பு உலோக அயனிகள் போன்ற அசுத்தங்களை உறிஞ்சி படிகத்தின் தூய்மையை மேம்படுத்த முடியும் (எதிர்ப்புத்தன்மை >10⁵ Ω·செ.மீ).

3. நீண்ட ஆயுள் ஆதரவு அசெம்பிளி

பாரம்பரிய கிராஃபைட் பொருட்களுக்குப் பதிலாக, அதிக வெப்பநிலையில் கிராஃபைட் பொடியின் சிக்கலைத் தவிர்க்கவும், உபகரணங்களின் சேவை ஆயுளை நீட்டிக்கவும் (>1000 மணிநேரம்) சிலுவை ஆதரவு வளையங்கள் அல்லது வெப்ப காப்பு அடுக்குகளுக்கு இது பயன்படுத்தப்படுகிறது.

இதன் நுண்துளை அமைப்பு வெப்ப அழுத்த செறிவை நீக்கி விரிசல் ஏற்படும் அபாயத்தைக் குறைக்கிறது.

TaC வளையம் முக்கியமாக PVT முறையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சுருக்கமாக, செமிக்ஸ்லாப்பின் போரஸ் TaC வளையம் படிக தரத்தை மேம்படுத்துகிறது: சீரான வெப்ப புலம் குறைபாடு அடர்த்தியைக் குறைக்கிறது மற்றும் 6 அங்குலம் மற்றும் அதற்கு மேற்பட்ட பெரிய அளவிலான SiC ஒற்றை படிகங்களைத் தயாரிப்பதை ஆதரிக்கிறது.

செயல்முறை திறன் மேம்படுத்தல்: எரிவாயு பரிமாற்ற செயல்திறனை துரிதப்படுத்தி வளர்ச்சி விகிதத்தை 10-15% அதிகரிக்கவும்.

உற்பத்தி செலவுகளைக் குறைத்தல்: நீண்ட ஆயுள் கொண்ட கூறுகள் உபகரண பராமரிப்பு அதிர்வெண்ணைக் குறைக்கின்றன, மேலும் ஒட்டுமொத்த செலவு 20-30% குறைக்கப்படுகிறது.

நுண்துளை கட்டமைப்பின் நன்மைகள்

கட்டுப்படுத்தக்கூடிய போரோசிட்டி (30-60%) வாயு பரவல் பாதையை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் PVT (இயற்பியல் நீராவி போக்குவரத்து முறை) இல் சீரான Si/C நீராவி போக்குவரத்தை ஊக்குவிக்கிறது.

அதிக குறிப்பிட்ட மேற்பரப்புப் பகுதி வெப்பக் கதிர்வீச்சின் செயல்திறனை அதிகரிக்கிறது, ஒரு சீரான வெப்பநிலை புலத்தை உருவாக்க உதவுகிறது, மேலும் படிகக் குறைபாடுகளைத் தடுக்கிறது (நுண்குழாய்கள் மற்றும் இடப்பெயர்வுகள் போன்றவை).