ວັດສະດຸຫຼັກສໍາລັບການເຕີບໂຕຂອງ SiC: ການເຄືອບ Tantalum Carbide

ວິທີການທີ່ໃຊ້ກັນທົ່ວໄປສໍາລັບການກະກຽມໄປເຊຍກັນ Silicon Carbide ແມ່ນວິທີການ PVT (Physical Vapor Transport), ເຊິ່ງຫຼັກການດັ່ງກ່າວປະກອບດ້ວຍການວາງວັດຖຸດິບໃນເຂດທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ, ໃນຂະນະທີ່ໄປເຊຍກັນແກ່ນຢູ່ໃນພື້ນທີ່ອຸນຫະພູມຕ່ໍາ. ວັດຖຸດິບຢູ່ໃນອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນ decompose, ການຜະລິດທາດອາຍແກັສໂດຍກົງໂດຍບໍ່ມີການຜ່ານໄລຍະຂອງແຫຼວ. ສານອາຍແກັສເຫຼົ່ານີ້, ຂັບເຄື່ອນໂດຍ gradient ອຸນຫະພູມຕາມແກນ, ໄດ້ຖືກຂົນສົ່ງໄປເຊຍກັນຂອງແກ່ນ, ບ່ອນທີ່ nucleation ແລະການຂະຫຍາຍຕົວເກີດຂຶ້ນ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ໄປເຊຍກັນຂອງ Silicon Carbide ໄປເຊຍກັນດຽວ. ໃນປັດຈຸບັນ, ບໍລິສັດຕ່າງປະເທດເຊັ່ນ Cree, II-VI, SiCrystal, Dow, ແລະບໍລິສັດພາຍໃນເຊັ່ນ Tianyue Advanced, Tianke Heida, ແລະ Century Jingxin ໃຊ້ວິທີນີ້.

Silicon Carbide ມີຫຼາຍກວ່າ 200 ປະເພດໄປເຊຍກັນ, ແລະການຄວບຄຸມທີ່ຊັດເຈນແມ່ນຕ້ອງການເພື່ອສ້າງປະເພດຜລຶກດຽວທີ່ຕ້ອງການ (ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະເພດ 4H). ອີງຕາມການເປີດເຜີຍ IPO ຂອງ Tianyue Advanced, ອັດຕາຜົນຜະລິດ rod crystal ແມ່ນ 41%, 38.57%, 50.73%, ແລະ 49.90% ຈາກ 2018 ຫາ H1 2021, ໃນຂະນະທີ່ອັດຕາຜົນຜະລິດຂອງ substrate ແມ່ນ 72.61%, 75.15%, 70754%, ແລະ 70.44%. ອັດຕາຜົນຜະລິດໂດຍລວມພຽງແຕ່ 37.7% ໃນປັດຈຸບັນ. ການນໍາໃຊ້ວິທີການ PVT ຕົ້ນຕໍເປັນຕົວຢ່າງ, ອັດຕາຜົນຜະລິດຕ່ໍາແມ່ນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຍ້ອນຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຕໍ່ໄປນີ້ໃນການກະກຽມຊັ້ນໃຕ້ດິນ SiC:

ການ​ຄວບ​ຄຸມ​ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ທີ່​ຫຍຸ້ງ​ຍາກ​: rods ໄປ​ເຊຍ​ກັນ SiC ຈໍາ​ເປັນ​ຕ້ອງ​ໄດ້​ຮັບ​ການ​ຜະ​ລິດ​ຢູ່​ທີ່ 2500 ° C​, ໃນ​ຂະ​ນະ​ທີ່​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ Silicon ພຽງ​ແຕ່​ຕ້ອງ​ການ 1500 ° C​, ຈໍາ​ເປັນ​ຕ້ອງ furnaces ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​ດຽວ​ພິ​ເສດ​. ການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ຊັດເຈນໃນລະຫວ່າງການຜະລິດເຮັດໃຫ້ເກີດສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນ.

ຄວາມໄວການຜະລິດຊ້າ: ວັດສະດຸ Silicon ແບບດັ້ງເດີມຈະເລີນເຕີບໂຕໃນອັດຕາ 300 ມິນລິແມັດຕໍ່ຊົ່ວໂມງ, ໃນຂະນະທີ່ Silicon Carbide ໄປເຊຍກັນສາມາດເຕີບໂຕພຽງແຕ່ 400 ໄມໂຄແມັດຕໍ່ຊົ່ວໂມງ, ເກືອບ 800 ເທົ່າ.

ຄວາມຕ້ອງການພາລາມິເຕີທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ, ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການຄວບຄຸມໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງຂອງອັດຕາຜົນຜະລິດຂອງກ່ອງດໍາ: ຕົວກໍານົດການຫຼັກຂອງ SiC wafers ປະກອບມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ microtube, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງ dislocation, ຄວາມຕ້ານທານ, curvature, roughness ດ້ານ, ແລະອື່ນໆໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່ຂອງໄປເຊຍກັນ, ການຄວບຄຸມທີ່ຊັດເຈນຂອງ Silicon- ອັດຕາສ່ວນກັບຄາບອນ, gradient ອຸນຫະພູມການຂະຫຍາຍຕົວ, ອັດຕາການເຕີບໂຕຂອງໄປເຊຍກັນ, ຄວາມກົດດັນຂອງອາກາດ, ແລະອື່ນໆ, ເປັນສິ່ງຈໍາເປັນເພື່ອຫຼີກເວັ້ນການປົນເປື້ອນ polycrystalline, ສົ່ງຜົນໃຫ້ໄປເຊຍກັນທີ່ບໍ່ມີເງື່ອນໄຂ. ການສັງເກດການໃນເວລາຈິງຂອງການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກໃນກ່ອງດໍາຂອງ graphite crucible ແມ່ນບໍ່ເປັນໄປໄດ້, ຈໍາເປັນຕ້ອງມີການຄວບຄຸມພາກສະຫນາມຄວາມຮ້ອນທີ່ຊັດເຈນ, ການຈັບຄູ່ວັດສະດຸ, ແລະປະສົບການທີ່ສະສົມ.

ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການຂະຫຍາຍເສັ້ນຜ່າສູນກາງໄປເຊຍກັນ: ພາຍໃຕ້ວິທີການຂົນສົ່ງໄລຍະອາຍແກັສ, ເຕັກໂນໂລຢີການຂະຫຍາຍສໍາລັບການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກ SiC ເຮັດໃຫ້ເກີດສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນ, ຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການເຕີບໂຕເພີ່ມຂຶ້ນຕາມທາງເລຂາຄະນິດຍ້ອນວ່າຂະຫນາດຂອງໄປເຊຍກັນເພີ່ມຂຶ້ນ.

ໂດຍທົ່ວໄປອັດຕາຜົນຜະລິດຕ່ໍາ: ອັດຕາຜົນຜະລິດຕ່ໍາປະກອບດ້ວຍສອງເຊື່ອມຕໍ່ - (1) Crystal rod yield rate = semiconductor-grade crystal rod output / (semiconductor-grade crystal rod output + non-semiconductor-grade crystal rod output) × 100%; (2) Substrate yield rate = qualified substrate output / (qualified substrate output + unqualified substrate output) × 100%.

ເພື່ອກະກຽມຊັ້ນໃຕ້ດິນ Silicon Carbide ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ, ຜົນຜະລິດສູງ, ອຸປະກອນຄວາມຮ້ອນທີ່ດີແມ່ນຈໍາເປັນສໍາລັບການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມທີ່ຊັດເຈນ. ຊຸດ crucible ພາກສະຫນາມຄວາມຮ້ອນໃນປະຈຸບັນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບດ້ວຍອົງປະກອບໂຄງສ້າງ graphite ຄວາມບໍລິສຸດສູງ, ທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນ, ການລະລາຍຂອງຝຸ່ນຄາບອນແລະຝຸ່ນຊິລິໂຄນ, ແລະ insulation. ວັດສະດຸ Graphite ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສະເພາະແລະໂມດູນສະເພາະ, ຄວາມຕ້ານທານທີ່ດີຕໍ່ການຊ໊ອກຄວາມຮ້ອນແລະການກັດກ່ອນ, ແລະອື່ນໆ, ພວກເຂົາເຈົ້າມີຂໍ້ບົກຜ່ອງເຊັ່ນການຜຸພັງໃນສະພາບແວດລ້ອມອົກຊີເຈນທີ່ອຸນຫະພູມສູງ, ຄວາມຕ້ານທານທີ່ບໍ່ດີຕໍ່ແອມໂມເນຍແລະການຂູດ, ເຮັດໃຫ້ພວກເຂົາບໍ່ສາມາດຕອບສະຫນອງຄວາມເຂັ້ມງວດທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ. ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບວັດສະດຸ graphite ໃນ Silicon Carbide ການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນດຽວແລະການຜະລິດ wafer epitaxial. ເພາະສະນັ້ນ, ການເຄືອບອຸນຫະພູມສູງເຊັ່ນTantalum Carbideກໍາລັງໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມ.

1. ລັກສະນະຂອງການເຄືອບ Tantalum Carbide 

Tantalum Carbide (TaC) ceramic ມີຈຸດ melting ສູງ 3880 ° C, ມີຄວາມແຂງສູງ (ຄວາມແຂງ Mohs ຂອງ 9-10), ການນໍາຄວາມຮ້ອນທີ່ສໍາຄັນ (22W·m-1·K−1), ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງ flexural ສູງ (340-400MPa. ), ແລະຄ່າສໍາປະສິດການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນຕໍ່າ (6.6×10−6K−1). ມັນສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນແລະສານເຄມີທີ່ດີເລີດແລະຄຸນສົມບັດທາງກາຍະພາບທີ່ໂດດເດັ່ນ, ມີຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ທາງເຄມີແລະກົນຈັກທີ່ດີກັບ graphite,ວັດສະດຸປະສົມ C/C, ແລະອື່ນໆ, ດັ່ງນັ້ນ, ການເຄືອບ TaC ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການປ້ອງກັນຄວາມຮ້ອນທາງອາກາດ, ການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນດຽວ, ເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ, ອຸປະກອນການແພດ, ແລະຂົງເຂດອື່ນໆ.

ການເຄືອບ TaC ເທິງ graphiteມີການຕໍ່ຕ້ານ corrosion ສານເຄມີທີ່ດີກວ່າກ່ວາ graphite ເປົ່າຫຼືSiC-coated graphite, ແລະສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງຫມັ້ນຄົງຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງເຖິງ 2600 ° C ໂດຍບໍ່ມີການປະຕິກິລິຍາກັບອົງປະກອບໂລຫະຫຼາຍ. ມັນໄດ້ຖືກພິຈາລະນາການເຄືອບທີ່ດີທີ່ສຸດສໍາລັບການຜະລິດທີ່ສາມ semiconductor ດຽວການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນແລະ wafer etching, ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍປັບປຸງອຸນຫະພູມແລະການຄວບຄຸມ impurity ໃນຂະບວນການ, ນໍາໄປສູ່ການຜະລິດຂອງ wafers Silicon Carbide ຄຸນນະພາບສູງແລະທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ.wafers epitaxial. ມັນເຫມາະສົມໂດຍສະເພາະສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວອຸປະກອນ MOCVD ຂອງ GaN ຫຼືAlN ແກ້ວດຽວແລະການຂະຫຍາຍຕົວອຸປະກອນ PVT ຂອງ SiC ໄປເຊຍກັນດຽວ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ຄຸນນະພາບໄປເຊຍກັນປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.

2. ຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງການເຄືອບ Tantalum Carbide 

ອຸ​ປະ​ກອນ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ຂອງ​ການເຄືອບ Tantalum Carbide (TaC).ສາ​ມາດ​ແກ້​ໄຂ​ບັນ​ຫາ​ຂໍ້​ບົກ​ຜ່ອງ​ຂອງ​ຂອບ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​, ປັບ​ປຸງ​ຄຸນ​ນະ​ພາບ​ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​, ແລະ​ເປັນ​ຫນຶ່ງ​ໃນ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​ຫຼັກ​ສໍາ​ລັບ "ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​ໄວ​, ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​ຫນາ​, ຂະ​ຫນາດ​ໃຫຍ່​"​. ການຄົ້ນຄວ້າອຸດສາຫະກໍາຍັງໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ TaC-coated graphite crucibles ສາມາດບັນລຸຄວາມຮ້ອນທີ່ເປັນເອກະພາບຫຼາຍ, ສະຫນອງການຄວບຄຸມຂະບວນການທີ່ດີເລີດສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ SiC, ດັ່ງນັ້ນການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງ SiC crystal edges ກອບເປັນຈໍານວນ polycrystals. ນອກຈາກນັ້ນ,ກຣາຟຟີ້ທີ່ເຄືອບ taCສະເຫນີສອງຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສໍາຄັນ:

(1) ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມບົກພ່ອງຂອງ SiC ໃນການຄວບຄຸມຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງ SiC ກ້ອນດຽວ, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວມີສາມວິທີທີ່ສໍາຄັນ, i.e., ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຕົວກໍານົດການເຕີບໃຫຍ່ແລະການນໍາໃຊ້ວັດສະດຸແຫຼ່ງທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ (ເຊັ່ນ:ຜົງແຫຼ່ງ SiC), ແລະການທົດແທນ crucibles graphite ກັບກຣາຟຟີ້ທີ່ເຄືອບ taCເພື່ອບັນລຸຄຸນນະພາບໄປເຊຍກັນທີ່ດີ.

ແຜນວາດແຜນຜັງຂອງກາໄບໄຟແບບດັ້ງເດີມ (a) ແລະ crucible ເຄືອບ TaC (b) 

ອີງຕາມການຄົ້ນຄວ້າຈາກມະຫາວິທະຍາໄລເອີຣົບຕາເວັນອອກໃນເກົາຫຼີ, ຄວາມບໍ່ສະອາດຕົ້ນຕໍໃນການເຕີບໂຕຂອງໄປເຊຍກັນ SiC ແມ່ນໄນໂຕຣເຈນ.ກຣາຟຟີ້ທີ່ເຄືອບ taCປະສິດທິພາບສາມາດຈໍາກັດການລວມເອົາໄນໂຕຣເຈນເຂົ້າໄປໃນໄປເຊຍກັນ SiC, ດັ່ງນັ້ນການຫຼຸດຜ່ອນການສ້າງຕັ້ງຂອງຂໍ້ບົກພ່ອງເຊັ່ນ microtubes, ປັບປຸງຄຸນນະພາບໄປເຊຍກັນ. ການສຶກສາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂດຽວກັນ, ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການໃນSiC wafersປູກຢູ່ໃນ crucibles graphite ທໍາມະດາແລະcrucibles ເຄືອບ taCແມ່ນປະມານ 4.5×1017/ຊມ ແລະ 7.6×1015/ຊມ, ຕາມລໍາດັບ.

ການປຽບທຽບຂໍ້ບົກພ່ອງໃນການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ SiC ລະຫວ່າງ graphite crucible (a) ແລະ TaC-coated crucible (b)

(2) ການຍືດອາຍຸຂອງ graphite crucibles ໃນປັດຈຸບັນ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງໄປເຊຍກັນ SiC ຍັງຄົງສູງ, ມີ graphite consumables ປະມານ 30% ຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ. ກຸນແຈເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການບໍລິໂພກ graphite ແມ່ນຢູ່ໃນການຂະຫຍາຍຊີວິດການບໍລິການຂອງພວກເຂົາ. ອີງຕາມຂໍ້ມູນຈາກທີມງານຄົ້ນຄ້ວາອັງກິດ, ການເຄືອບ Tantalum Carbide ສາມາດຍືດອາຍຸການບໍລິການຂອງອົງປະກອບ graphite ໂດຍ 30-50%. ໂດຍການນໍາໃຊ້ graphite ເຄືອບ TaC, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງໄປເຊຍກັນ SiC ສາມາດຫຼຸດລົງ 9% -15% ໂດຍຜ່ານການທົດແທນຂອງ.TaC-coated graphiteຄົນດຽວ.

3. ຂະບວນການເຄືອບ Tantalum Carbide 

ການ​ກະ​ກຽມ​ຂອງ​ການເຄືອບ TaCສາມາດແບ່ງອອກເປັນສາມປະເພດຄື: ວິທີການໄລຍະແຂງ, ວິທີການໄລຍະຂອງແຫຼວ, ແລະວິທີການໄລຍະອາຍແກັສ. ວິທີການໄລຍະແຂງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບມີວິທີການຫຼຸດຜ່ອນແລະວິທີການປະສົມ; ວິທີການໄລຍະຂອງແຫຼວປະກອບມີວິທີການເກືອ molten, ວິທີການ sol-gel, ວິທີການ slurry-sintering, ວິທີການສີດພົ່ນ plasma; ວິທີການໄລຍະອາຍແກັສປະກອບມີການປ່ອຍອາຍພິດທາງເຄມີ (CVD), ຊີວະພາບຂອງອາຍພິດທາງເຄມີ (CVI), ແລະວິທີການປ່ອຍອາຍພິດທາງກາຍະພາບ (PVD), ແລະອື່ນໆ. ການ​ກະ​ກຽມ​ການ​ເຄືອບ TaC​. ດ້ວຍການປັບປຸງຂະບວນການຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ເຕັກນິກໃໝ່ໆເຊັ່ນ: ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນດ້ວຍສານເຄມີຂອງສາຍໄຟ ແລະ ການລະບາຍອາຍຂອງສານເຄມີທີ່ຊ່ວຍດ້ວຍ ion beam ໄດ້ຖືກພັດທະນາ.

ວັດສະດຸທີ່ເຮັດດ້ວຍຄາບອນທີ່ດັດແປງໂດຍ TaC ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບດ້ວຍກຣາຟ, ເສັ້ນໃຍກາກບອນ, ແລະວັດສະດຸປະສົມຄາບອນ/ຄາບອນ. ວິທີການກະກຽມການເຄືອບ TaC ເທິງກຣາຟປະກອບມີການສີດພົ່ນ plasma, CVD, slurry-sintering, ແລະອື່ນໆ.

ຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງວິທີການ CVD: ການກະກຽມຂອງການເຄືອບ TaCຜ່ານ CVD ແມ່ນອີງໃສ່tantalum halides (TaX5) ເປັນແຫຼ່ງ tantalum ແລະ hydrocarbons (CnHm) ເປັນແຫຼ່ງກາກບອນ. ພາຍ​ໃຕ້​ເງື່ອນ​ໄຂ​ສະ​ເພາະ​, ອຸ​ປະ​ກອນ​ການ​ເຫຼົ່າ​ນີ້​ເສື່ອມ​ສະ​ພາບ​ເປັນ Ta ແລະ C​, ເຊິ່ງ react ກັບ​ຮູບ​ແບບ​ການເຄືອບ TaC. CVD ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ, ດັ່ງນັ້ນການຫຼີກເວັ້ນຂໍ້ບົກພ່ອງແລະການຫຼຸດຜ່ອນຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ອາດຈະເກີດຂື້ນໃນລະຫວ່າງການກະກຽມຫຼືການປິ່ນປົວທີ່ມີຄວາມຮ້ອນສູງ. ອົງປະກອບແລະໂຄງສ້າງຂອງການເຄືອບສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ດ້ວຍ CVD, ສະຫນອງຄວາມບໍລິສຸດສູງ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງ, ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງເອກະພາບ. ສິ່ງທີ່ສໍາຄັນກວ່ານັ້ນ, CVD ສະຫນອງວິທີການທີ່ແກ່ແລະຖືກຮັບຮອງເອົາຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການກະກຽມການເຄືອບ TaC ທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງດ້ວຍ.ອົງປະກອບແລະໂຄງສ້າງທີ່ຄວບຄຸມໄດ້ງ່າຍ.

ປັດໄຈອິດທິພົນທີ່ສໍາຄັນໃນຂະບວນການປະກອບມີ:

(1​) ອັດ​ຕາ​ການ​ໄຫຼ​ຂອງ​ອາຍ​ແກ​ັ​ສ (ແຫຼ່ງ tantalum​, ອາຍ​ແກ​ັ​ສ hydrocarbon ເປັນ​ແຫຼ່ງ​ກາກ​ບອນ​, ອາຍ​ແກ​ັ​ສ​ບັນ​ທຸກ​, ອາຍ​ແກ​ັ​ສ diluent Ar2​, ການ​ຫຼຸດ​ຜ່ອນ​ອາຍ​ແກ​ັ​ສ H2​:ການປ່ຽນແປງອັດຕາການໄຫຼຂອງອາຍແກັສມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ອຸນຫະພູມ, ຄວາມກົດດັນ, ແລະພາກສະຫນາມການໄຫຼຂອງອາຍແກັສໃນຫ້ອງຕິກິຣິຍາ, ນໍາໄປສູ່ການປ່ຽນແປງອົງປະກອບການເຄືອບ, ໂຄງສ້າງ, ແລະຄຸນສົມບັດ. ການໄຫຼຂອງ Ar ເພີ່ມຂຶ້ນຈະຊ້າລົງອັດຕາການເຕີບໂຕຂອງເຄືອບແລະຫຼຸດຜ່ອນຂະຫນາດເມັດພືດ, ໃນຂະນະທີ່ອັດຕາສ່ວນມະຫາຊົນ molar ຂອງ TaCl5, H2, ແລະ C3H6 ມີອິດທິພົນຕໍ່ອົງປະກອບຂອງເຄືອບ. ອັດຕາສ່ວນ molar ຂອງ H2 ກັບ TaCl5 ແມ່ນເຫມາະສົມທີ່ສຸດຢູ່ທີ່ (15-20): 1, ແລະອັດຕາສ່ວນ molar ຂອງ TaCl5 ກັບ C3H6 ແມ່ນເຫມາະສົມທີ່ສຸດຢູ່ໃກ້ກັບ 3: 1. TaCl5 ຫຼື C3H6 ຫຼາຍເກີນໄປສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການສ້າງຕັ້ງຂອງ Ta2C ຫຼື Carbon ຟຣີ, ຜົນກະທົບຕໍ່ຄຸນນະພາບຂອງ wafer.

(2​) ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ການ​ຝັງ​ດິນ​:ອຸນ​ຫະ​ພູມ​ທີ່​ສູງ​ຂຶ້ນ​ເຮັດ​ໃຫ້​ອັດ​ຕາ​ການ​ຝາກ​ໄວ​ຂຶ້ນ​, ຂະ​ຫນາດ​ເມັດ​ພືດ​ຂະ​ຫນາດ​ໃຫຍ່​, ແລະ​ການ​ເຄືອບ​ທີ່​ຫຍາບ​ຄາຍ​. ນອກຈາກນັ້ນ, ອຸນຫະພູມ decomposition ແລະອັດຕາສໍາລັບ hydrocarbons ໃນ C ແລະ TaCl5 ເຂົ້າໄປໃນ Ta ແຕກຕ່າງກັນ, ນໍາໄປສູ່ການສ້າງຕັ້ງຂອງ Ta2C ງ່າຍຂຶ້ນ. ອຸນຫະພູມມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ວັດສະດຸຄາບອນທີ່ມີການເຄືອບ TaC, ອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນຈະເພີ່ມອັດຕາເງິນຝາກ, ຂະຫນາດເມັດ, ການປ່ຽນແປງຈາກຮູບຊົງກົມເປັນຮູບຊົງ polyhedral. ນອກຈາກນັ້ນ, ອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນເລັ່ງການທໍາລາຍຂອງ TaCl5, ຫຼຸດຜ່ອນຄາບອນຟຣີ, ເພີ່ມຄວາມກົດດັນພາຍໃນໃນການເຄືອບ, ແລະອາດຈະນໍາໄປສູ່ການແຕກ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ອຸນຫະພູມທີ່ຕໍ່າລົງສາມາດຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບການເຄືອບ, ຍືດເວລາການຊຶມເຊື້ອ, ແລະເພີ່ມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງວັດຖຸດິບ.

(3​) ຄວາມ​ກົດ​ດັນ​ຂອງ​ການ​ຫຼຸດ​ລົງ​:ຄວາມກົດດັນຂອງການຖິ້ມແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງຢ່າງໃກ້ຊິດກັບພະລັງງານທີ່ບໍ່ມີພື້ນຜິວຂອງວັດສະດຸແລະຜົນກະທົບຕໍ່ເວລາທີ່ຢູ່ອາໄສຂອງທາດອາຍຜິດໃນຫ້ອງຕິກິຣິຍາ, ດັ່ງນັ້ນມີອິດທິພົນຕໍ່ອັດຕາ nucleation ແລະຂະຫນາດເມັດຂອງສານເຄືອບ. ເມື່ອຄວາມກົດດັນຂອງເງິນຝາກເພີ່ມຂຶ້ນ, ເວລາທີ່ຢູ່ອາໄສຂອງອາຍແກັສຍາວ, ອະນຸຍາດໃຫ້ reactants ໃຊ້ເວລາຫຼາຍສໍາລັບປະຕິກິລິຍາ nucleation, ເພີ່ມອັດຕາການຕິກິຣິຍາ, ເມັດພືດຂະຫຍາຍ, ແລະການເຄືອບຫນາ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມກົດດັນຂອງເງິນຝາກເຮັດໃຫ້ການຫຼຸດຜ່ອນເວລາທີ່ຢູ່ອາໄສຂອງອາຍແກັສ, ອັດຕາການປະຕິກິລິຢາຊ້າ, ການຫຼຸດຜ່ອນຂະຫນາດເມັດ, ການເຄືອບບາງໆ, ແຕ່ຄວາມກົດດັນຂອງເງິນຝາກມີຜົນກະທົບຫນ້ອຍຕໍ່ໂຄງສ້າງແລະອົງປະກອບຂອງການເຄືອບ.

4. ແນວໂນ້ມການພັດທະນາການເຄືອບ Tantalum Carbide 

ຄ່າສໍາປະສິດການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນຂອງ TaC (6.6 × 10−6K−1) ແຕກຕ່າງກັນເລັກນ້ອຍຈາກວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ກາກບອນເຊັ່ນ: ກຣາຟ, ເສັ້ນໃຍກາກບອນ, ວັດສະດຸປະສົມ C/C, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການເຄືອບ TaC ໄລຍະດຽວແຕກ ຫຼື delaminate ໄດ້ງ່າຍ. ເພື່ອປັບປຸງການຕໍ່ຕ້ານການຜຸພັງ, ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງເຄື່ອງຈັກໃນອຸນຫະພູມສູງ, ແລະການຕໍ່ຕ້ານການກັດກ່ອນຂອງສານເຄມີຂອງການເຄືອບ TaC, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ດໍາເນີນການສຶກສາກ່ຽວກັບ.ການເຄືອບອົງປະກອບ, ການເຄືອບການແກ້ໄຂແຂງ, ການເຄືອບ gradient, ແລະອື່ນໆ.

ການເຄືອບປະສົມປະທັບຕາຮອຍແຕກໃນການເຄືອບດຽວໂດຍການນໍາການເຄືອບເພີ່ມເຕີມເຂົ້າໄປໃນພື້ນຜິວຫຼືຊັ້ນໃນຂອງ TaC, ປະກອບເປັນລະບົບການເຄືອບປະສົມ. ລະບົບການເສີມສ້າງການແກ້ໄຂແຂງເຊັ່ນ HfC, ZrC, ແລະອື່ນໆ, ມີໂຄງສ້າງ cubic ທີ່ມີໃບຫນ້າເປັນສູນກາງດຽວກັນກັບ TaC, ເຮັດໃຫ້ການລະລາຍເຊິ່ງກັນແລະກັນທີ່ບໍ່ມີຂອບເຂດລະຫວ່າງສອງ carbides ເພື່ອສ້າງໂຄງສ້າງການແກ້ໄຂແຂງ. ການເຄືອບ Hf(Ta)C ແມ່ນບໍ່ມີຮອຍແຕກ ແລະສະແດງການຍຶດຕິດທີ່ດີກັບວັດສະດຸປະສົມ C/C. ການເຄືອບເຫຼົ່ານີ້ສະຫນອງການຕໍ່ຕ້ານການເຜົາໄຫມ້ທີ່ດີເລີດ. ການເຄືອບ gradient ຫມາຍເຖິງການເຄືອບທີ່ມີການກະຈາຍ gradient ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງອົງປະກອບການເຄືອບຕາມຄວາມຫນາຂອງເຂົາເຈົ້າ. ໂຄງ​ປະ​ກອບ​ການ​ນີ້​ສາ​ມາດ​ຫຼຸດ​ຜ່ອນ​ຄວາມ​ກົດ​ດັນ​ພາຍ​ໃນ​, ປັບ​ປຸງ​ບັນ​ຫາ​ການ​ຈັບ​ຄູ່​ສໍາ​ປະ​ສິດ​ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຄວາມ​ຮ້ອນ​, ແລະ​ປ້ອງ​ກັນ​ການ​ເກີດ​ຮອຍ​ແຕກ​.

5. ຜະລິດຕະພັນອຸປະກອນການເຄືອບ Tantalum Carbide

ອີງຕາມສະຖິຕິ QYR (Hengzhou Bozhi) ແລະການຄາດຄະເນ, ການຂາຍທົ່ວໂລກຂອງການເຄືອບ Tantalum Carbideບັນລຸ 1.5986 ລ້ານໂດລາສະຫະລັດໃນປີ 2021 (ບໍ່ລວມຜະລິດຕະພັນອຸປະກອນການເຄືອບ Tantalum Carbide ທີ່ຜະລິດເອງຂອງ Cree), ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າອຸດສາຫະກໍາຍັງຢູ່ໃນຂັ້ນຕອນຕົ້ນຂອງການພັດທະນາ.

(1​) ວົງ​ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​ແລະ crucibles ຈໍາ​ເປັນ​ສໍາ​ລັບ​ການ​ເຕີບ​ໂຕ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​:ການ​ຄິດ​ໄລ່​ໂດຍ​ອີງ​ໃສ່ 200 ໄປ​ເຊຍ​ກັນ furnaces ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​ຕໍ່​ວິ​ສາ​ຫະ​ກິດ​, ສ່ວນ​ແບ່ງ​ຕະ​ຫຼາດ​ຂອງ​ການເຄືອບ TaCອຸ​ປະ​ກອນ​ທີ່​ຕ້ອງ​ການ​ໂດຍ 30 ບໍ​ລິ​ສັດ​ການ​ຂະ​ຫຍາຍ​ຕົວ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​ແມ່ນ​ປະ​ມານ 4.7 ຕື້ RMB​.

(2) ຖາດ TaC:ແຕ່ລະຖາດສາມາດບັນຈຸ 3 wafers, ມີອາຍຸ 1 ເດືອນຕໍ່ຖາດ. ທຸກໆ 100 wafers ບໍລິໂພກຫນຶ່ງຖາດ. 3 ລ້ານ wafers ຕ້ອງການ 30,000ຖາດ TaC, ແຕ່ລະຖາດມີປະມານ 20,000 ຕ່ອນ, ລວມປະມານປະມານ 6 ຕື້ຕໍ່ປີ.

(3) ສະຖານະການ decarbonization ອື່ນໆ.ປະມານ 1 ຕື້ສໍາລັບທໍ່ furnace ອຸນຫະພູມສູງ, nozzles CVD, furnace ທໍ່, ແລະອື່ນໆ.**