په اوس وخت کې، د دریم نسل د سیمیک کنډکټرونو تسلط دیسیلیکون کاربایډ. د دې وسایلو د لګښت جوړښت کې، سبسټریټ 47٪ لپاره حساب کوي، او epitaxy 23٪ لپاره حساب کوي. دواړه په ګډه سره نږدې 70٪ حسابوي، کوم چې ترټولو مهمه برخه دهسیلیکون کاربایډد وسایلو تولید صنعت سلسله.
د چمتو کولو لپاره عام ډول کارول کیږيسیلیکون کاربایډواحد کرسټال د PVT (فزیکي بخار ټرانسپورټ) میتود دی. اصل دا دی چې خام مواد د لوړې تودوخې په زون کې او د تخم کرسټال په نسبتا ټیټ تودوخې سیمه کې جوړ کړئ. په لوړه تودوخه کې خام مواد تخریب کیږي او په مستقیم ډول د مایع مرحله پرته د ګاز مرحله مواد تولیدوي. دا ګاز مرحلې مواد د محوري تودوخې د تدریجي چلولو لاندې د تخم کرسټال ته لیږدول کیږي، او د تخم کرسټال کې نیوکلیټ او وده کوي ترڅو د سیلیکون کاربایډ واحد کرسټال جوړ کړي. اوس مهال، بهرني شرکتونه لکه کری، II-VI، SiCrystal، Dow او کورني شرکتونه لکه Tianyue Advanced، Tianke Heda، او Century Golden Core ټول دا طریقه کاروي.
د سیلیکون کاربایډ له 200 څخه ډیر کرسټال ډولونه شتون لري، او خورا دقیق کنټرول ته اړتیا ده چې د اړتیا وړ واحد کرسټال بڼه تولید کړي (اصلي جریان د 4H کرسټال بڼه ده). د Tianyue Advanced Prospectus په وینا، په 2018-2020 او H1 2021 کې د شرکت د کریسټال راډ حاصلات په ترتیب سره 41٪، 38.57٪، 50.73٪ او 49.90٪ وو، او د سبسټریټ حاصلات٪ 72.47575٪ 47475٪ وو په زړه پورې جامع حاصل اوس مهال یوازې 37.7% دی. د مثال په توګه د PVT اصلي میتود په پام کې نیولو سره، ټیټ حاصل په عمده توګه د SiC سبسټریټ چمتو کولو کې د لاندې ستونزو له امله دی:
1. د تودوخې ساحې کنټرول کې مشکل: د SiC کرسټال راډونه باید د 2500 ℃ په لوړه تودوخه کې تولید شي، پداسې حال کې چې سیلیکون کرسټال یوازې 1500 ℃ ته اړتیا لري، نو ځانګړي واحد کرسټال فرنس ته اړتیا ده، او د ودې تودوخې باید د تولید په وخت کې دقیق کنټرول شي. ، کوم چې کنټرول خورا ستونزمن دی.
2. د تولید ورو سرعت: د دودیزو سیلیکون موادو د ودې کچه په ساعت کې 300 ملي میتره ده، مګر د سیلیکون کاربایډ واحد کرسټال یوازې په ساعت کې 400 مایکرون وده کولی شي، چې نږدې 800 ځله توپیر لري.
3. د ښه محصول پیرامیټرو لپاره لوړې اړتیاوې، او د تور بکس حاصل په وخت کې کنټرول ستونزمن دی: د SiC ویفرونو اصلي پیرامیټرو کې شامل دي د مایکروټیوب کثافت، د بې ځایه کیدو کثافت، مقاومت، وارپاج، د سطحې خرابوالی، او داسې نور. د کرسټال د ودې پروسې په جریان کې، دا د پیرامیټونو دقیق کنټرول لپاره اړین دي لکه د سیلیکون - کاربن تناسب، د ودې تودوخې درجه، د کرسټال وده کچه، او د هوا جریان فشار. که نه نو، د پولیمورفیک شمولیت احتمال شتون لري، د غیر وړ کرسټالونو په پایله کې. د ګرافائٹ کروسیبل په تور بکس کې، په ریښتیني وخت کې د کرسټال د ودې حالت مشاهده کول ناممکن دي، او خورا دقیق حرارتي ساحې کنټرول، د موادو میچ کول، او تجربه راټولول اړین دي.
4. د کرسټال په پراخولو کې مشکل: د ګاز مرحلې ترانسپورت میتود الندې، د SiC کرسټال ودې پراختیا ټیکنالوژي خورا ستونزمنه ده. لکه څنګه چې د کرسټال اندازه زیاتیږي، د هغې د ودې ستونزې په چټکۍ سره زیاتیږي.
5. په عمومي ډول ټیټ حاصل: ټیټ حاصل په عمده ډول له دوه لینکونو څخه جوړ شوی دی: (1) د کریسټال راډ حاصل = د سیمی کنډکټر درجې کرسټال راډ محصول/(د سیمی کنډکټر درجې کریستال راډ محصول + غیر سیمی کنډکټر درجې کرسټال راډ محصول) × 100٪؛ (2) د سبسټریټ حاصل = وړ سبسټریټ محصول/(د سبسټریټ وړ محصول + غیر وړ سبسټریټ محصول) × 100٪.
د لوړ کیفیت او لوړ حاصل په چمتو کولو کېد سیلیکون کاربایډ سبسټریټ، کور د تولید تودوخې دقیق کنټرول لپاره غوره تودوخې ساحې موادو ته اړتیا لري. د حرارتي ساحې کروسیبل کټونه چې اوس مهال کارول کیږي په عمده ډول د لوړ پاک ګرافیت ساختماني برخې دي، کوم چې د کاربن پوډر او سیلیکون پوډر تودوخې او خړوبولو او ګرم ساتلو لپاره کارول کیږي. د ګرافیت مواد د لوړ ځانګړي ځواک او ځانګړي ماډلونو ځانګړتیاوې لري، د ښه حرارتي شاک مقاومت او د کنډک مقاومت، مګر دا زیانونه لري چې د لوړ تودوخې اکسیجن چاپیریال کې په اسانۍ سره اکسیجن کیږي، د امونیا په وړاندې مقاومت نلري، او د خراب سکریچ مقاومت. د سیلیکون کاربایډ واحد کرسټال وده او په پروسه کېسیلیکون کاربایډ epitaxial waferد تولید لپاره، دا ستونزمنه ده چې د ګرافیت موادو کارولو لپاره د خلکو زیاتیدونکي سختې اړتیاوې پوره کړي، کوم چې د هغې پراختیا او عملي کار په جدي توګه محدودوي. له همدې امله ، د لوړې تودوخې پوښونه لکه ټینټالم کاربایډ راڅرګندیدل پیل کړي.
2. د ځانګړتیاوود تنتالوم کاربایډ پوښ
TAC سیرامیک تر 3880 ℃ پورې د خټکي نقطه لري، لوړه سختۍ (Mohs 9-10)، لوی حرارتي چالکتیا (22W·m-1·K−1)، د لوی موډل قوت (340-400MPa)، او کوچنۍ تودوخې توسیع کثافات (6.6×10−6K−1)، او د غوره ترمو کیمیکل ثبات او غوره فزیکي ملکیتونه ښیې. دا د ګرافیت او C/C مرکب موادو سره ښه کیمیاوي مطابقت او میخانیکي مطابقت لري. له همدې امله، د TaC کوټ کول په پراخه کچه د فضا د حرارتي محافظت، واحد کرسټال وده، د انرژي برقیاتو، او طبي تجهیزاتو کې کارول کیږي.
TaC پوښل شویګرافایټ د بېئر ګرافیت یا SiC لیپت شوي ګرافیت په پرتله ښه کیمیاوي سنکنرن مقاومت لري، د 2600 درجې په لوړه تودوخه کې په ثابت ډول کارول کیدی شي، او د ډیری فلزي عناصرو سره غبرګون نه کوي. دا د دریم نسل سیمیکمډکټر واحد کرسټال وده او ویفر ایچینګ سناریو کې غوره کوټینګ دی. دا کولی شي په پروسه کې د تودوخې او ناپاکۍ کنټرول د پام وړ ښه کړي او چمتو کړيد لوړ کیفیت سیلیکون کاربایډ ویفرونهاو اړوندepitaxial wafers. دا په ځانګړي ډول د MOCVD تجهیزاتو سره د GaN یا AlN واحد کرسټالونو وده او د PVT تجهیزاتو سره د SiC واحد کرسټالونو وده کولو لپاره مناسب دی ، او د کرل شوي واحد کرسټال کیفیت د پام وړ ښه شوی.
III. د تنتالوم کاربایډ لیپت شوي وسیلو ګټې
د ټنټلم کاربایډ ټیک کوټینګ کارول کولی شي د کرسټال څنډې نیمګړتیاو ستونزه حل کړي او د کرسټال ودې کیفیت ښه کړي. دا یو له اصلي تخنیکي لارښوونو څخه دی چې "چټک وده کول، د موټی وده کول، او اوږده وده کول". د صنعت څیړنې دا هم ښودلې چې د ټینټالم کاربایډ لیپت شوي ګرافیت کروسیبل کولی شي ډیر یونیفورم تودوخه ترلاسه کړي ، پدې توګه د SiC واحد کرسټال ودې لپاره عالي پروسې کنټرول چمتو کوي ، پدې توګه د پام وړ د SiC کرسټال په څنډه کې د پولی کریسټالین رامینځته کیدو احتمال کموي. برسېره پر دې، د Tantalum Carbide Graphite Coating دوه لوی ګټې لري:
(I) د SiC نیمګړتیاو کمول
د SiC واحد کرسټال نیمګړتیاوو د کنټرول په برخه کې، معمولا درې مهمې لارې شتون لري. د ودې پیرامیټونو او د لوړ کیفیت سرچینې موادو اصلاح کولو سربیره (لکه د SiC سرچینې پاؤډر) ، د ټنټلم کاربایډ لیپت شوي ګرافیت کروسیبل کارول هم کولی شي ښه کرسټال کیفیت ترلاسه کړي.
د دودیز ګرافیټ کروسیبل (a) او TAC لیپت شوي کروسیبل (b) سکیمیک ډیاګرام
په کوریا کې د ختیځې اروپا پوهنتون لخوا د څیړنې له مخې، د SiC کرسټال وده کې اصلي ناپاکۍ نایتروجن دی، او د ټنټلم کاربایډ لیپت شوي ګرافائٹ کریسبلونه کولی شي په مؤثره توګه د SiC کرسټالونو نایتروجن شاملول محدود کړي، په دې توګه د نیمګړتیاوو تولید کموي لکه مایکروپیپونه او د کرسټال ښه کول. کیفیت مطالعاتو ښودلې چې په ورته شرایطو کې ، په دودیز ګرافیت کروسیبلونو او TAC لیپت شوي کروسیبلونو کې کرل شوي د SiC ویفرونو کیریر غلظت په ترتیب سره نږدې 4.5×1017/cm او 7.6×1015/cm دي.
په SiC واحد کرسټالونو کې د عیبونو پرتله کول چې په دودیز ګرافیټ کریسبلونو کې کرل شوي (a) او TAC لیپت شوي کرسیبلونه (b)
(II) د ګرافائٹ کروسیبلونو ژوند ښه کول
اوس مهال، د SiC کرسټال لګښت لوړ پاتې دی، چې له هغې څخه د ګرافیټ مصرفي توکو لګښت شاوخوا 30٪ جوړوي. د ګرافیت مصرفي توکو لګښت کمولو کلیدي د دې د خدماتو ژوند ډیرول دي. د برتانیا د څیړنې ټیم د معلوماتو له مخې، د ټینټالم کاربایډ کوټینګ کولی شي د 30-50٪ لخوا د ګرافیت اجزاو خدمت ژوند وغزوي. د دې محاسبې له مخې، یوازې د ټینټالم کاربایډ لیپت شوي ګرافیټ ځای په ځای کول کولی شي د 9٪ -15٪ لخوا د SiC کرسټال لګښت کم کړي.
4. د تنتالم کاربایډ کوټینګ چمتو کولو پروسه
د TaC کوټینګ چمتو کولو میتودونه په دریو کټګوریو ویشل کیدی شي: د جامد مرحلې میتود ، د مایع مرحله میتود او د ګاز مرحله میتود. د جامد مرحلې میتود په عمده ډول د کمولو میتود او کیمیاوي میتود شامل دي؛ د مایع مرحلې میتود کې د مالګې مالګې میتود ، د سول جیل میتود (Sol-Gel) ، د سلری - سینټرینګ میتود ، د پلازما سپری کولو میتود شامل دي؛ د ګاز مرحلې میتود کې د کیمیاوي بخار جمع کول (CVD)، د کیمیاوي بخار انفجار (CVI) او فزیکي بخار جمع کول (PVD) شامل دي. بیلابیل میتودونه خپلې ګټې او زیانونه لري. د دوی په منځ کې، CVD د TaC کوټینګونو چمتو کولو لپاره نسبتا بالغ او په پراخه کچه کارول کیږي. د پروسې په دوامداره پرمختګ سره ، نوي پروسې لکه د ګرم تار کیمیاوي بخار جمع کول او د آیون بیم په مرسته د کیمیاوي بخارونو زیرمه رامینځته شوي.
د TAC کوټینګ تعدیل شوي کاربن پراساس توکي په عمده ډول ګرافائٹ ، کاربن فایبر ، او کاربن / کاربن مرکب مواد شامل دي. په ګرافیټ باندې د TaC کوټینګ چمتو کولو میتودونو کې د پلازما سپری کول ، CVD ، سلری سینټرینګ او داسې نور شامل دي.
د CVD میتود ګټې: د TaC کوټینګونو چمتو کولو لپاره د CVD میتود د ټینټالم هیلایډ (TaX5) په توګه د ټینټالم سرچینې په توګه او هایدرو کاربن (CnHm) د کاربن سرچینې په توګه. د ځانګړو شرایطو لاندې، دوی په ترتیب سره په Ta او C کې منحل کیږي، او بیا د TaC پوښونو ترلاسه کولو لپاره یو بل سره غبرګون کوي. د CVD طریقه په ټیټه تودوخه کې ترسره کیدی شي، کوم چې کولی شي د نیمګړتیاوو او کم شوي میخانیکي ملکیتونو څخه مخنیوی وکړي چې د لوړې تودوخې چمتو کولو یا د کوټینګ درملنې له امله رامینځته کیږي. د کوټ جوړښت او جوړښت د کنټرول وړ دی، او دا د لوړ پاکوالي، لوړ کثافت، او یونیفورم ضخامت ګټې لري. تر ټولو مهم، د CVD لخوا چمتو شوي د TaC کوټینګ جوړښت او جوړښت ډیزاین او په اسانۍ سره کنټرول کیدی شي. دا د لوړ کیفیت TaC کوټینګونو چمتو کولو لپاره نسبتا بالغ او په پراخه کچه کارول شوی میتود دی.
د پروسې اصلي اغیزې عوامل عبارت دي له:
A. د ګازو د جريان کچه (د ټنټلم سرچينه، د هايدروکاربن ګاز د کاربن سرچينې په توګه، د کيرير ګاز، د ګازو د کمولو ګاز Ar2، د ګاز H2 کمول): د ګاز د جريان په کچه کې بدلون د تودوخې په ساحه، د فشار په ساحه، او د ګازو د جريان په ساحه کې خورا اغيزه لري. د عکس العمل چیمبر، په پایله کې د کوټینګ جوړښت، جوړښت او فعالیت کې بدلون راځي. د Ar د جریان د اندازې زیاتوالی به د کوټینګ د ودې کچه ورو کړي او د دانې اندازه به کمه کړي، پداسې حال کې چې د TaCl5، H2، او C3H6 د مولر ډله ایز تناسب د کوټینګ جوړښت اغیزه کوي. د H2 او TaCl5 د مولر تناسب (15-20): 1 دی، کوم چې ډیر مناسب دی. د TaCl5 او C3H6 د مولر نسبت په تیوریکي لحاظ 3:1 ته نږدې دی. ډیر TaCl5 یا C3H6 به د Ta2C یا وړیا کاربن رامینځته کیدو لامل شي ، د ویفر کیفیت اغیزه کوي.
ب) د ذخیره کولو تودوخه: څومره چې د ذخیره کولو تودوخه لوړه وي، د ذخیره کولو کچه ګړندۍ وي، د غلو اندازه لوی وي، او د پوټکي پوټکی ډیر وي. برسېره پردې، په C او TaCl5 کې د هایدروکاربن د تخریب تودوخه او سرعت په Ta کې توپیر لري، او Ta او C ډیر احتمال لري چې Ta2C جوړ کړي. د تودوخې درجه د TaC کوټینګ تعدیل شوي کاربن موادو باندې لوی تاثیر لري. لکه څنګه چې د ذخیرې تودوخې لوړیږي، د ذخیرې کچه لوړیږي، د ذرې اندازه زیاتیږي، او د ذرې شکل له کروی څخه پولی هیدرل ته بدلیږي. برسېره پردې، څومره چې د تودوخې درجه لوړه وي، د TaCl5 د تخریب چټکتیا، کم وړیا C به وي، په کوټ کې فشار ډیر وي، او درزونه به په اسانۍ سره رامینځته شي. په هرصورت، د ټیټ ذخیره کولو تودوخې به د کوټینګ د کمولو موثریت، د ذخیره کولو اوږد وخت، او د خامو موادو لوړ لګښت لامل شي.
C. د زیرمه کولو فشار: د زیرمو فشار د موادو د سطحې د آزادې انرژۍ سره نږدې تړاو لري او د غبرګون په خونه کې د ګاز د استوګنې وخت اغیزه کوي، په دې توګه د کوټینګ د نیوکلیشن سرعت او د ذراتو اندازه اغیزه کوي. لکه څنګه چې د زیرمه کولو فشار لوړیږي، د ګاز د استوګنې وخت اوږدیږي، تعامل کونکي د نیوکلیشن تعاملاتو لپاره ډیر وخت لري، د عکس العمل کچه لوړیږي، ذرات لوی کیږي، او کوټ ډیریږي؛ برعکس، لکه څنګه چې د زیرمه کولو فشار کمیږي، د غبرګون ګاز د استوګنې وخت لنډ دی، د عکس العمل کچه ټیټه کیږي، ذرات کوچني کیږي، او کوټ ډیر پتلی دی، مګر د جمع کولو فشار د کرسټال جوړښت او د کوټ جوړښت باندې لږ اغیزه لري.
V. د ټنټلم کاربایډ کوټینګ پراختیا رجحان
د TaC (6.6×10−6K−1) د حرارتي توسعې مجموعه د کاربن پر بنسټ موادو لکه ګرافیت، کاربن فایبر، او C/C مرکب موادو څخه یو څه توپیر لري، کوم چې د واحد پړاو TaC کوټینګونه د درزونو او درزونو خطر لري. غورځېدل د تخفیف او اکسیډیشن مقاومت د لا ښه کولو لپاره ، د تودوخې لوړ میخانیکي ثبات ، او د TaC کوټینګونو لوړ تودوخې کیمیاوي سنکنرن مقاومت ، څیړونکو د کوټینګ سیسټمونو په اړه څیړنې ترسره کړي لکه د جامع کوټینګ سیسټمونه ، د قوي حل حل شوي کوټینګ سیسټمونه ، او تدریجي د پوښ کولو سیسټمونه.
د جامع کوټینګ سیسټم د یو واحد کوټینګ درزونه بندول دي. عموما، نور پوښونه د TaC سطحې یا داخلي پرت ته معرفي کیږي ترڅو د جامع پوښ سیسټم جوړ کړي؛ د جامد محلول پیاوړي کول کوټینګ سیسټم HfC, ZrC او نور د TaC په څیر ورته مخ متمرکز کیوبیک جوړښت لري، او دوه کاربایډونه په یو بل کې په غیر محدود ډول حل کیدی شي ترڅو د جامد محلول جوړښت رامینځته کړي. د Hf(Ta)C کوټینګ د کریک څخه پاک دی او د C/C مرکب موادو ته ښه چپکونکی لري. کوټ کول د خلاصون ضد عالي فعالیت لري؛ د تدریجي کوټینګ سیسټم تدریجي کوټینګ د هغې د ضخامت لوري سره د کوټینګ اجزا غلظت ته اشاره کوي. جوړښت کولی شي داخلي فشار راټیټ کړي، د تودوخې پراخولو کوفیفینټونو بې توپیره ښه کړي، او د درزونو مخه ونیسي.
(II) د ټنټلم کاربایډ کوټینګ وسیله محصولات
د QYR (Hengzhou Bozhi) د احصایو او وړاندوینو له مخې، په 2021 کې د نړیوال ټنټلم کاربایډ کوټینګ بازار پلور 1.5986 ملیون ډالرو ته رسیدلی (د کری لخوا پخپله تولید شوي او پخپله چمتو شوي ټنټلم کاربایډ کوټینګ وسیلې محصولاتو پرته) او دا لاهم په پیل کې دی. د صنعت د پرمختګ مرحلې.
1. د کرسټال پراختیا لپاره اړین کرسټال حلقې او کریسبلونه: په هره تصدۍ کې د 200 کرسټال ودې فرنسونو پراساس، د 30 کرسټال ودې شرکتونو لخوا د TAC لیپت شوي وسیلو بازار برخه شاوخوا 4.7 ملیارد یوان ده.
2. د TaC ټری: هره ټرۍ کولی شي 3 ویفرونه ولري، هر ټری د 1 میاشتې لپاره کارول کیدی شي، او 1 ټری د هر 100 ویفرونو لپاره مصرف کیږي. 3 ملیون ویفرونه 30,000 TaC ټریونو ته اړتیا لري، هر ټری شاوخوا 20,000 ټوټې دي، او هر کال شاوخوا 600 ملیون ته اړتیا لري.
3. د کاربن د کمولو نورې سناریوګانې. لکه د لوړ تودوخې فرنس استر، CVD نوزل، د فرنس پایپونه، او نور، شاوخوا 100 ملیون.
د پوسټ وخت: جولای-02-2024