I tenei wa, ko te reanga tuatoru o nga semiconductor e rangatira anacarbide silicon. I roto i te hanganga utu o ona taputapu, ko te taputapu mo te 47%, a ko te epitaxy he 23%. Ko nga mea e rua e hono ana mo te 70%, koinei te waahanga tino nui o tecarbide siliconmekameka ahumahi hanga taputapu.
Ko te tikanga e whakamahia ana mo te whakaritecarbide siliconKo nga tioata kotahi ko te tikanga PVT (te kawe kohu tinana). Ko te kaupapa ko te hanga i nga rauemi mata ki roto i te rohe wera teitei me te karaihe kakano i roto i te rohe pāmahana iti. Ko nga rauemi mata i te teitei ake o te pāmahana ka pirau, ka whakaputa tika i nga matū wahanga hau karekau he wahanga wai. Ko enei matū wahanga hau ka haria ki te karaihe kakano i raro i te puku o te rōnaki pāmahana axial, me te karihi me te tipu ki te karaihe kakano hei hanga i te karaihe kirikiri carbide kotahi. I tenei wa, ko nga kamupene kee penei i a Cree, II-VI, SiCrystal, Dow me nga kamupene o roto penei i a Tianyue Advanced, Tianke Heda, me Century Golden Core kei te whakamahi i tenei tikanga.
Neke atu i te 200 nga momo karaihe o te carbide silicon, me te mana tino tika ki te whakaputa i te ahua karaihe kotahi e hiahiatia ana (ko te auraki ko te ahua karaihe 4H). E ai ki nga korero a Tianyue Advanced, ko nga hua o te rakau karaihe a te kamupene i te 2018-2020 me te H1 2021 he 41%, 38.57%, 50.73% me te 49.90%, a ko nga hua o te substrate he 72.61%, 75.15%, 75.15%, 75.15%. Ko te hua matawhānui i tenei wa ko te 37.7% anake. Ko te tikanga PVT auraki hei tauira, ko te iti o te hua ko te nuinga na nga uaua e whai ake nei i roto i te whakaritenga o te taputapu SiC:
1. He uaua ki te whakahaere i te waahi pāmahana: Me whakaputa nga rakau tioata SiC i te teitei o te pāmahana o te 2500 ℃, i te mea ko nga tioata silicon anake e hiahia ana ki te 1500 ℃, na reira ka hiahiatia nga oumu karaihe motuhake, a me tika te whakahaere i te pāmahana tipu i te wa e whakaputa ana. , he tino uaua ki te whakahaere.
2. He puhoi te whakaputa tere: Ko te tere o te tipu o nga rawa silicon tuku iho ko te 300 mm ia haora, engari ka taea e nga kiripiri carbide kotahi te tipu 400 microns ia haora, he tata ki te 800 nga wa rereke.
3. Ko nga whakaritenga teitei mo nga tawhā hua pai, he uaua ki te whakahaere i nga hua o te pouaka pango i roto i te waa: Ko nga waahanga matua o nga angiangi SiC ko te microtube kiato, te dislocation density, resistivity, warpage, mata taratara, etc I roto i te tukanga tipu tioata, ko e tika ana ki te whakahaere tika i nga tawhā penei i te ōwehenga silicon-carbon, te rōnaki pāmahana tipu, te tere tipu o te karaihe, me te pehanga rere hau. Ki te kore, ka puta pea nga whakaurunga polymorphic, ka puta he tioata kore. I roto i te pouaka pango o te graphite crucible, kaore e taea te kite i te ahuatanga o te tipu o te karaihe i roto i te waa tuuturu, me te tino tika te whakahaere i te mara waiariki, te whakaritenga rauemi, me te whakaemi wheako.
4. He uaua ki te roha karaihe: I raro i te tikanga kawe hau, he tino uaua te hangarau roha o te tipu tioata SiC. Ka piki te rahi o te karaihe, ka piki ake te uaua o te tipu.
5. He iti noa te hua: Ko te hua iti te nuinga o nga hononga e rua: (1) Ko te toka toka toka = te whakaputanga toka karaihe semiconductor-grade/(whakaputa toka karaihe semiconductor-grade + kore-semicconductor-grade toka karaihe whakaputa) × 100%; (2) Te tukunga o te papaaa = te whakaputanga o te taputapu o te taputapu/(te whakaputanga o te taputapu o te taputapu + te whakaputanga o te taputapu kaore i tohuhia) × 100%.
I roto i te whakaritenga o te kounga teitei me te hua nuinga taputapu carbide silicon, Me pai ake nga rauemi papa wera hei whakahaere tika i te pāmahana whakaputa. Ko nga kete waiariki e whakamahia ana i tenei wa ko nga waahanga hanganga kauwhata tino parakore, ka whakamahia hei whakamahana me te whakarewa i te paura waro me te paura silicon kia mahana ai. Ko nga taonga graphite nga ahuatanga o te kaha motuhake me te modulus motuhake, he pai te awangawanga waiariki me te parenga waikura, engari he ngoikoretanga o te ngawari ki te waikura i roto i nga taiao hāora teitei-mahana, kaore i te aukati ki te haukini, me te ngoikore o te aukati. I roto i te tukanga o te silicon carbide tupu karaihe kotahi mete angiangi epitaxial silicon carbidehanga, he uaua ki te whakatutuki i nga whakaritenga a te tangata mo te whakamahi i nga rawa graphite, e tino aukati ana i te whakawhanaketanga me te whakamahi mahi. No reira, kua timata te puta mai o nga paninga teitei-nui penei i te tantalum carbide.
2. Nga ahuatanga oWhakakikorua Tantalum Carbide
TaC uku he ira whakarewa ki runga ki te 3880 ℃, pakeke teitei (Mohs pakeke 9-10), te kawe waiariki nui (22W·m-1·K−1), nui te kaha piko (340-400MPa), me te iti whakawhänui roha. whakarea (6.6×10−6K−1), me te whakaatu i te tino pai o te whakamaarama matū me nga ahuatanga tino pai. He pai te hototahi matū me te hototahi miihini ki te kauwhata me nga rauemi hiato C/C. Na reira, ka whakamahia te paninga TaC ki te whakamarumaru waiariki aerospace, te tipu karaihe kotahi, te hiko hiko, me nga taputapu rongoa.
TaC-panitiaKo te graphite he pai ake te aukati waikura matū atu i te kauwhata kauwhata, te kauwhata kua pania ki te SiC ranei, ka taea te whakamahi i nga pāmahana teitei o te 2600°, kaore e tauhohe ki te maha o nga mea whakarewa. Ko te paninga pai rawa atu i roto i te whakatipuranga tuatoru semiconductor kotahi te tipu karaihe me nga ahuatanga o te angiangi. Ka taea te whakapai ake i te mana o te pāmahana me te poke i roto i te tukanga me te whakaritehe angiangi karaiha silicon-kounga teiteime te honongaangiangi epitaxial. He mea tino pai mo te whakatipu GaN, AlN ranei nga kiripiri kotahi me nga taputapu MOCVD me te whakatipu kiripiri kotahi SiC me nga taputapu PVT, me te pai ake o te kounga o nga tioata kotahi kua tipu.
III. Nga painga o nga taputapu whakakikorua o Tantalum Carbide
Ko te whakamahinga o te paninga Tantalum Carbide TaC ka taea te whakaoti i te raru o nga hapa o te mata karaihe me te whakapai ake i te kounga o te tipu o te karaihe. Koia tetahi o nga tino tohutohu hangarau o te "tipu tere, tipu matotoru, me te tipu roa". Kua whakaatuhia hoki e te rangahau ahumahi ka taea e te Tantalum Carbide Coated Graphite Crucible te whakawera ake i te ahua o te whakamahana, na reira ka tino pai te whakahaere mo te tipu o te karaihe SiC kotahi, na reira ka tino whakaitihia te tupono o te hanga polycrystalline i te taha o nga tioata SiC. Hei taapiri, e rua nga painga nui o te Tantalum Carbide Graphite Coating:
(I) Te Whakaiti i nga Kohakore SiC
Mo te whakahaere i nga hapa karaihe kotahi o SiC, e toru nga huarahi nui. I tua atu i te arotau i nga tawhā tipu me nga rauemi puna-kounga teitei (penei i te paura puna SiC), ma te whakamahi i te Tantalum Carbide Coated Graphite Crucible ka taea hoki te whakatutuki i te kounga karaihe pai.
Hoahoa hoahoa o te ipu kauwhata tikanga (a) me te ipu whakakikorua TAC (b)
E ai ki nga rangahau a te Whare Wananga o te Rawhiti o Uropi i Korea, ko te tino poke i roto i te tipu o te karaihe SiC ko te hauota, a ka taea e te tantalum carbide pania graphite crucibles te whakaiti i te whakauru hauota o nga tioata SiC, na reira ka whakaiti i te whakatipuranga o nga koha penei i te micropipes me te whakapai ake i te karaihe. kounga. Kua whakaatuhia e nga rangahau i raro i nga ahuatanga ano, ko nga kaikawe kawe o nga angiangi SiC i tupu i roto i nga graphite crucibles me te TAC pani pania he tata ki te 4.5x1017/cm me te 7.6x1015/cm, ia.
Te whakatairitenga o nga koha o nga kiripiri kotahi SiC i whakatipuhia i roto i nga parapara kauwhata tikanga (a) me nga parapara kua pania ki te TAC (b)
(II) Te whakapai ake i te oranga o nga rourou graphite
I tenei wa, ko te utu o nga kiripiri SiC kei te noho teitei, ko te utu mo nga taputapu graphite mo te 30%. Ko te mea nui ki te whakaheke i te utu o nga taonga graphite ko te whakanui ake i tona oranga mahi. E ai ki nga raraunga mai i te roopu rangahau o Ingarangi, ka taea e nga paninga tantalum carbide te roa te oranga o nga waahanga graphite ma te 30-50%. E ai ki tenei tatauranga, ko te whakakapi anake i te kauwhata tantalum carbide pania ka taea te whakaiti i te utu o nga kiripiri SiC e 9% -15%.
4. Tantalum carbide paninga tukanga faaineineraa
Ka taea te wehea nga tikanga whakarite whakakikorua TaC ki nga waahanga e toru: tikanga wahanga totoka, tikanga wahanga wai me te tikanga wahanga hau. Ko te tikanga wahanga totoka ko te tikanga whakaheke me te tikanga matū; ko te tikanga wahanga wai ko te tikanga tote whakarewa, ko te tikanga sol-gel (Sol-Gel), ko te tikanga slurry-sintering, ko te tikanga rehu plasma; ko te tikanga o te wahanga hau ko te tuku matū kohu (CVD), ko te kohu matū kohu (CVI) me te kohu kohu tinana (PVD). Ko nga tikanga rereke kei a raatau ake nga painga me nga ngoikoretanga. I roto i a raatau, ko te CVD he tikanga pakeke me te whakamahi whanui mo te whakarite i nga paninga TaC. Na te whakapai tonutanga o te mahi, kua whakawhanakehia nga tikanga hou penei i te wai wera wera matū kohu waipara me te kurupae katote i awhina i te waipara matū matū.
Ko te whakakikoruatanga o TaC nga rawa-wao kua whakarereketia te nuinga ko te kauwhata, te muka waro, me nga rauemi hiato waro/wao. Ko nga tikanga mo te whakarite paninga TaC i runga i te kauwhata ko te rehu plasma, CVD, slurry sintering, etc.
Nga painga o te tikanga CVD: Ko te tikanga CVD mo te whakarite i nga paninga TaC e ahu mai ana i te tantalum halide (TaX5) hei puna tantalum me te waiwaro (CnHm) hei puna waro. I raro i etahi ahuatanga, ka tihorea ki a Ta me C, ka tauhohe ki a ratau kia whiwhi paninga TaC. Ka taea te whakahaere i te tikanga CVD i te iti ake o te pāmahana, ka taea te karo i nga koha me te whakaheke i nga taonga miihini na te whakarite i te pāmahana teitei, te maimoatanga ranei o nga paninga ki tetahi waahanga. Ko te hanganga me te hanganga o te paninga ka taea te whakahaere, me nga painga o te tino ma, te teitei teitei, me te matotoru rite. Ko te mea nui ake, ko te hanganga me te hanganga o nga paninga TaC kua whakaritea e te CVD ka taea te hoahoa me te ngawari ki te whakahaere. He tikanga tino pakeke me te whakamahi whanui mo te whakarite i nga paninga TaC kounga teitei.
Ko nga mea matua e awe ana i te tukanga ko:
A. Te rere o te hau (te puna tantalum, te hau waiwaro hei puna waro, te hau kawe, te hau waimeha Ar2, te whakaheke hau H2): He nui te awe o te huringa o te rere o te hau ki runga i te waahi mahana, te waahi pehanga, me te waahi rere hau i roto i te ruma tauhohenga, ka puta he huringa i roto i te hanganga, te hanganga, me te mahi o te paninga. Ko te whakanui ake i te rerenga Ar ka whakaheke i te tipu o te tipu o te paninga me te whakaiti i te rahi o te witi, i te wa e pa ana te nui o te molar molar o TaCl5, H2, me C3H6 ki te hanganga whakakikorua. Ko te ōwehenga molar o H2 ki te TaCl5 he (15-20):1, he pai ake. Ko te ōwehenga molar o TaCl5 ki te C3H6 he tata ki te 3:1. Ko te nui rawa o te TaCl5, C3H6 ranei ka puta te Ta2C, waro kore utu ranei, ka pa ki te kounga o te angiangi.
B. Te paemahana o te paheketanga: Ko te teitei ake o te paanga o te waipara, ka tere ake te tere o te whakahekenga, ka nui ake te rahi o te witi, me te taratara o te paninga. I tua atu, he rereke te pāmahana me te tere o te hauwai waro ki roto i te C me te TaCl5 te pirau ki roto i te Ta, he rereke te ahua o te Ta me te C ki te hanga Ta2C. He nui te awe o te pamahana ki nga taonga waro whakakikoruatia o TaC. I te pikinga o te pāmahana waipara, ka piki te tere o te tuku, ka piki te rahi o te matūriki, ka huri te ahua matūriki mai i te porowhita ki te polyhedral. I tua atu, ko te teitei ake o te paanga o te waahi, ka tere ake te pakaru o te TaCl5, ka iti ake te kore utu o te C, ka nui ake te ahotea i roto i te paninga, me nga kapiti ka ngawari te hanga. Heoi, ko te iti o te pāmahana waipara ka iti ake te pai o te whakangao whakakikorua, ka roa ake te wa whakangao, me te nui ake o nga utu rauemi mata.
C. Te pehanga waipara: Ko te pehanga waipara e hono tata ana ki te kaha kore utu o te mata rauemi, ka pa ki te wa noho hau i roto i te ruuma tauhohenga, na reira ka pa ki te tere nucleation me te rahi matūriki o te paninga. Ka piki ake te pehanga waipara, ka roa ake te wa noho hau, ka nui ake te wa o nga tauhohenga ki te whai i nga tauhohenga nucleation, ka piki te tere o te tauhohenga, ka nui haere nga matūriki, ka matotoru te paninga; engari, ka heke te pehanga waipara, he poto te wa noho hau tauhohenga, ka heke te tere o te tauhohenga, ka iti haere nga matūriki, ka angiangi te paninga, engari he iti te paanga o te pehanga waipara ki te hanganga karaihe me te hanganga o te paninga.
V. Te ia whanaketanga o te paninga tantalum carbide
He rereke te whakareatanga whakawhaariki o te TaC (6.6×10−6K−1) ki tera o nga rawa waro penei i te kauwhata, te muka waro, me nga rauemi hiato C/C, na te mea ka pakaru nga paninga TaC kotahi-waahanga ki te pakaru, hinga ana. Hei whakapai ake i te aukati me te aukati waikura, te pumau o te miihini teitei, me te aukati matū matū teitei o te paninga TaC, kua whakahaerehia e nga kairangahau nga rangahau mo nga punaha whakakikorua penei i nga punaha whakakikorua hiato, nga punaha whakakikorua otinga-whakapaipai, me te rōnaki. nga punaha whakakikorua.
Ko te punaha paninga hiato ko te kati i nga kapiti o te paninga kotahi. I te nuinga o te wa, ka whakauruhia etahi atu paninga ki te mata, ki te paparanga o roto ranei o TaC hei hanga i te punaha whakakikorua hiato; ko te punaha whakakikorua whakakaha wairewa totoka HfC, ZrC, me etahi atu he rite tonu te hangahanga mata-pokapū ki te TaC, a ka taea e nga carbide e rua te rewa mutungakore ki tetahi ki tetahi hei hanga i te hanganga otinga totoka. Ko te paninga Hf(Ta)C he kapiti-kore, he pai te piri ki te rauemi hiato C/C. Ko te paninga he pai te mahi anti-ablation; e tohu ana te whakakikoruatanga o te punaha whakakikorua ki te kukū o te wahanga whakakikorua i te taha o tona ahunga matotoru. Ka taea e te hanganga te whakaiti i te ahotea o roto, te whakapai ake i te rerekee o nga whakarea roha waiariki, me te karo i nga kapiti.
(II) Tantalum carbide paninga hua taputapu
E ai ki nga tatauranga me nga matapae a QYR (Hengzhou Bozhi), ko te hokonga o te maakete paninga tantalum carbide o te ao i te tau 2021 i eke ki te US $1.5986 miriona (kaore i a Cree nga hua taputapu whakakikorua tantalum carbide i hangaia e Cree), a kei te timatanga tonu. nga waahanga o te whakawhanaketanga ahumahi.
1. Ko nga mowhiti whakawhanaunga karaihe me nga riipene e hiahiatia ana mo te tipu o te karaihe: I runga i te 200 nga oumu tipu tioata mo ia hinonga, ko te wahanga maakete o nga taputapu whakakikorua TaC e hiahiatia ana e nga kamupene tipu karaihe 30 e tata ana ki te 4.7 piriona yuan.
2. Pae TaC: Ka taea e ia paepae te kawe 3 wafers, ka taea te whakamahi mo ia paepae mo te 1 marama, ka pau te 1 paepae mo ia 100 wafers. E 3 miriona nga angiangi e hiahia ana kia 30,000 nga papa TaC, kei te 20,000 nga pihi mo ia paepae, me te 600 miriona e hiahiatia ana ia tau.
3. Ko etahi atu ahuatanga whakaheke waro. Pērā i te ararewa oumu wera teitei, CVD nozzle, putorino oumu, aha atu, tata ki te 100 miriona.
Wā tuku: Hūrae-02-2024