छिद्रयुक्त TaC वलय

सिलिकॉन कार्बाइड (SiC), तीसरी पीढ़ी का अर्धचालक पदार्थ है, जिसमें उच्च बैंडगैप, उच्च तापीय चालकता और उच्च ब्रेकडाउन विद्युत क्षेत्र जैसे उत्कृष्ट गुण हैं, जो इसे नए ऊर्जा वाहनों, रेल परिवहन, 5G संचार और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे क्षेत्रों में महत्वपूर्ण बनाता है। SiC सिंगल क्रिस्टल के विकास के लिए अत्यधिक उच्च तापमान (>2000°C) और कठोर भौतिक और रासायनिक वातावरण की आवश्यकता होती है, जो विकास उपकरण के प्रमुख घटकों, जैसे क्रूसिबल और थर्मल फील्ड घटकों पर अत्यधिक उच्च मांगें लगाता है। सेमीक्सलैब पोरस टैंटलम कार्बाइड (TaC) रिंग्स, अपने अद्वितीय भौतिक और रासायनिक गुणों के साथ, SiC सिंगल क्रिस्टल की वृद्धि प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए एक आदर्श सामग्री बन गई है।

छिद्रयुक्त टैंटालम कार्बाइड रिंगों की मुख्य विशेषताएं

1. उच्च तापमान स्थिरता

टैंटलम कार्बाइड पिघलने बिंदु 3880 ℃ तक, सिलिकॉन कार्बाइड एकल क्रिस्टल विकास तापमान रेंज (2000-2500 ℃) में संरचनात्मक स्थिरता बनाए रखने, विरूपण या वाष्पीकरण से बचने के लिए।

कम तापीय विस्तार गुणांक (6.3×10⁻⁶/K), तापीय तनाव के कारण दरारों के जोखिम को कम करता है।

2. रासायनिक जड़ता

इसमें सिलिकॉन कार्बाइड, ग्रेफाइट और अन्य सामग्रियों के साथ मजबूत संगतता है, और क्रिस्टल को प्रदूषित करने से बचने के लिए उच्च तापमान पर सिलिकॉन (Si) और कार्बन (C) वाष्प के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। सिलिकॉन / कार्बन गैसों के लिए उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध।

त्वरित विस्तार से:

1. अन्य नाम: पोरस टीएसी रिंग, पोरस टैंटलम कार्बाइड, टीएसी लेपित रिंग

2. अनुप्रयोग: थर्मल क्षेत्र प्रणाली के मुख्य घटक के रूप में, छिद्रपूर्ण TaC रिंग अपनी छिद्रपूर्ण संरचना के माध्यम से गर्मी विकिरण वितरण को नियंत्रित करता है, रेडियल तापमान ढाल को कम करता है, और सिलिकॉन कार्बाइड एकल क्रिस्टल की अक्षीय विकास एकरूपता में सुधार करता है। ग्रेफाइट हीटर के साथ संयुक्त, स्थानीय ओवरहीटिंग के कारण होने वाले क्रिस्टल तनाव दोषों को कम किया जा सकता है।

3. कोर पैरामीटर: संरचनात्मक स्थिरता बनाए रखने, विरूपण या वाष्पीकरण से बचने के लिए सिलिकॉन कार्बाइड एकल क्रिस्टल विकास तापमान रेंज (3880-2000 ℃) में टैंटलम कार्बाइड पिघलने बिंदु 2500 ℃ तक।

कम तापीय विस्तार गुणांक (6.3×10⁻⁶/K), तापीय तनाव के कारण दरारों के जोखिम को कम करता है।

सिलिकॉन कार्बाइड एकल क्रिस्टल के विकास में प्रमुख अनुप्रयोग

1. थर्मल क्षेत्र डिजाइन और तापमान नियंत्रण

तापीय क्षेत्र प्रणाली के मुख्य घटक के रूप में, छिद्रयुक्त TaC वलय अपनी छिद्रयुक्त संरचना के माध्यम से ऊष्मा विकिरण वितरण को नियंत्रित करता है, रेडियल तापमान प्रवणता को कम करता है, तथा क्रिस्टल की अक्षीय वृद्धि एकरूपता में सुधार करता है।

ग्रेफाइट हीटर के साथ संयुक्त रूप से, स्थानीय अति ताप के कारण उत्पन्न क्रिस्टल तनाव दोष को कम किया जा सकता है।

2. गैस परिवहन और प्रतिक्रिया अनुकूलन

पीवीटी वृद्धि भट्ठी में, छिद्रयुक्त टीएसी रिंगों का उपयोग गैस प्रसार माध्यम के रूप में किया जा सकता है, जिससे बीज क्रिस्टल की सतह पर Si/C वाष्प समान रूप से वितरित हो जाती है, जिससे क्रिस्टल की वृद्धि दर और क्रिस्टल की गुणवत्ता में सुधार हो सकता है।

छिद्र संरचना सूक्ष्म अशुद्धियों (जैसे धातु आयन) को सोख सकती है और क्रिस्टल की शुद्धता में सुधार कर सकती है (प्रतिरोधकता >10⁵ Ω·सेमी)।

3. लंबे जीवन समर्थन विधानसभा

पारंपरिक ग्रेफाइट सामग्री के बजाय, इसका उपयोग क्रूसिबल सपोर्ट रिंग या ताप इन्सुलेशन परतों के लिए किया जाता है ताकि उच्च तापमान पर ग्रेफाइट पाउडर की समस्या से बचा जा सके और उपकरण का सेवा जीवन बढ़ाया जा सके (> 1000 घंटे)।

छिद्रयुक्त संरचना तापीय तनाव सांद्रता से राहत देती है और दरार पड़ने के जोखिम को कम करती है।

TaC रिंग मुख्य रूप से PVT विधि में उपयोग की जाती है

संक्षेप में, सेमिक्सलैब की पोरस टीएसी रिंग क्रिस्टल की गुणवत्ता में सुधार करती है: समान तापीय क्षेत्र दोष घनत्व को कम करता है और 6 इंच और उससे अधिक के बड़े आकार के SiC एकल क्रिस्टल की तैयारी का समर्थन करता है।

प्रक्रिया दक्षता अनुकूलन: गैस संचरण दक्षता में तेजी लाना और विकास दर में 10-15% की वृद्धि करना।

उत्पादन लागत कम करें: लंबे समय तक चलने वाले घटक उपकरण रखरखाव की आवृत्ति को कम करते हैं, और कुल लागत 20-30% कम हो जाती है।

छिद्रयुक्त संरचना के लाभ

नियंत्रण योग्य छिद्रता (30-60%) गैस प्रसार पथ को अनुकूलित करती है और PVT (भौतिक वाष्प परिवहन विधि) में एकसमान Si/C वाष्प परिवहन को बढ़ावा देती है।

उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र तापीय विकिरण की दक्षता को बढ़ाता है, एक समान तापमान क्षेत्र बनाने में मदद करता है, और क्रिस्टल दोषों (जैसे सूक्ष्मनलिकाएं और अव्यवस्था) को रोकता है।