Anel TaC poroso

O carbeto de silício (SiC), um material semicondutor de terceira geração, possui propriedades excepcionais, como alto gap de energia, alta condutividade térmica e alto campo elétrico de ruptura, tornando-o crucial em áreas como veículos de novas energias, transporte ferroviário, comunicação 5G e eletrônica de potência. O crescimento de monocristais de SiC requer temperaturas extremamente altas (>2000 °C) e ambientes físicos e químicos severos, impondo exigências extremamente elevadas aos componentes-chave do equipamento de crescimento, como cadinhos e componentes de campo térmico. A Semixlab fornece anéis porosos de carbeto de tântalo (TaC) que, com suas propriedades físicas e químicas únicas, tornaram-se um material ideal para otimizar o processo de crescimento de monocristais de SiC.

Características principais dos anéis porosos de carboneto de tântalo

1. Estabilidade em alta temperatura

O carbeto de tântalo possui um ponto de fusão de até 3880℃, enquanto que, na faixa de temperatura de crescimento de monocristais de carbeto de silício (2000-2500℃), mantém a estabilidade estrutural, evitando deformações ou volatilização.

Baixo coeficiente de expansão térmica (6.3×10⁻⁶/K), reduzindo o risco de fissuras causadas por tensões térmicas.

2. Inércia química

Possui forte compatibilidade com carbeto de silício, grafite e outros materiais, e não reage com vapor de silício (Si) e carbono (C) em altas temperaturas, evitando a contaminação dos cristais. Excelente resistência à corrosão por gases de silício/carbono.

Detalhe rápido:

1. Outros nomes: Anel de TaC poroso, Carboneto de tântalo poroso, Anel revestido de TaC

2. Aplicação: Como componente central do sistema de campo térmico, o anel poroso de TaC regula a distribuição da radiação térmica através de sua estrutura porosa, reduzindo o gradiente de temperatura radial e melhorando a uniformidade do crescimento axial do monocristal de carbeto de silício. Combinado com o aquecedor de grafite, os defeitos de tensão cristalina causados ​​pelo superaquecimento localizado podem ser reduzidos.

3. Parâmetros principais: O ponto de fusão do carboneto de tântalo chega a 3880℃, e a temperatura de crescimento do monocristal de carboneto de silício (2000-2500℃) mantém a estabilidade estrutural, evitando deformações ou volatilização.

Baixo coeficiente de expansão térmica (6.3×10⁻⁶/K), reduzindo o risco de fissuras causadas por tensões térmicas.

A principal aplicação no crescimento de monocristais de carbeto de silício.

1. Projeto de campo térmico e controle de temperatura

Como componente central do sistema de campo térmico, o anel poroso de TaC regula a distribuição da radiação térmica através de sua estrutura porosa, reduz o gradiente de temperatura radial e melhora a uniformidade do crescimento axial do cristal.

Em conjunto com o aquecedor de grafite, os defeitos de tensão cristalina causados ​​pelo superaquecimento localizado podem ser reduzidos.

2. Otimização do transporte e da reação de gases

Em um forno de crescimento PVT, anéis porosos de TaC podem ser usados ​​como meio de difusão de gás para distribuir uniformemente o vapor de Si/C na superfície do cristal semente, o que pode melhorar a taxa de crescimento e a qualidade do cristal.

A estrutura porosa pode adsorver impurezas residuais (como íons metálicos) e melhorar a pureza do cristal (resistividade >10⁵ Ω·cm).

3. Conjunto de suporte de longa duração

Em vez dos materiais de grafite tradicionais, ele é usado para anéis de suporte de cadinhos ou camadas de isolamento térmico para evitar o problema do pó de grafite em altas temperaturas e prolongar a vida útil do equipamento (mais de 1000 horas).

A estrutura porosa alivia a concentração de tensão térmica e reduz o risco de fissuras.

O anel TaC é usado principalmente no método PVT.

Em resumo, o anel poroso de TaC da Semixlab melhora a qualidade do cristal: o campo térmico uniforme reduz a densidade de defeitos e permite a preparação de monocristais de SiC de grandes dimensões, de 6 polegadas ou mais.

Otimização da eficiência do processo: Acelerar a eficiência da transmissão de gás e aumentar a taxa de crescimento em 10-15%.

Redução dos custos de produção: Componentes de longa duração reduzem a frequência de manutenção dos equipamentos, e o custo total é reduzido em 20 a 30%.

Vantagens da estrutura porosa

A porosidade controlável (30-60%) otimiza o caminho de difusão do gás e promove o transporte uniforme de vapor de Si/C no método PVT (transporte físico de vapor).

A elevada área superficial específica aumenta a eficiência da radiação térmica, ajuda a formar um campo de temperatura uniforme e inibe defeitos cristalinos (como microtúbulos e deslocamentos).