હાલમાં, સેમિકન્ડક્ટર્સની ત્રીજી પેઢીનું પ્રભુત્વ છેસિલિકોન કાર્બાઇડ. તેના ઉપકરણોના ખર્ચ માળખામાં, સબસ્ટ્રેટનો હિસ્સો 47% છે, અને એપિટેક્સીનો હિસ્સો 23% છે. બંને એકસાથે લગભગ 70% હિસ્સો ધરાવે છે, જે સૌથી મહત્વપૂર્ણ ભાગ છેસિલિકોન કાર્બાઇડઉપકરણ ઉત્પાદન ઉદ્યોગ સાંકળ.
તૈયારી માટે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિસિલિકોન કાર્બાઇડસિંગલ ક્રિસ્ટલ્સ એ PVT (ભૌતિક વરાળ પરિવહન) પદ્ધતિ છે. સિદ્ધાંત એ છે કે કાચા માલને ઊંચા તાપમાનવાળા ઝોનમાં અને સીડ ક્રિસ્ટલને પ્રમાણમાં ઓછા તાપમાનવાળા ઝોનમાં બનાવવો. ઊંચા તાપમાને કાચો માલ વિઘટિત થાય છે અને પ્રવાહી તબક્કો વગર સીધા જ ગેસ તબક્કાના પદાર્થો ઉત્પન્ન કરે છે. આ ગેસ તબક્કાના પદાર્થોને અક્ષીય તાપમાનના ઢાળની ડ્રાઇવ હેઠળ બીજ સ્ફટિકમાં પરિવહન કરવામાં આવે છે, અને બીજ ક્રિસ્ટલ પર ન્યુક્લિએટ થાય છે અને સિલિકોન કાર્બાઇડ સિંગલ ક્રિસ્ટલ બનાવે છે. હાલમાં, ક્રી, II-VI, SiCrystal, Dow જેવી વિદેશી કંપનીઓ અને Tianyue Advanced, Tianke Heda અને Century Golden Core જેવી સ્થાનિક કંપનીઓ આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે.
સિલિકોન કાર્બાઇડના 200 થી વધુ ક્રિસ્ટલ સ્વરૂપો છે, અને જરૂરી સિંગલ ક્રિસ્ટલ સ્વરૂપ (મુખ્ય પ્રવાહ 4H ક્રિસ્ટલ સ્વરૂપ છે) જનરેટ કરવા માટે ખૂબ જ ચોક્કસ નિયંત્રણ જરૂરી છે. Tianyue Advanced ના પ્રોસ્પેક્ટસ મુજબ, 2018-2020 અને H1 2021 માં કંપનીની ક્રિસ્ટલ સળિયાની ઉપજ અનુક્રમે 41%, 38.57%, 50.73% અને 49.90% હતી, અને સબસ્ટ્રેટ ઉપજ 72.47%, 475%.475% હતી ઉત્સાહપૂર્વક વ્યાપક ઉપજ હાલમાં માત્ર 37.7% છે. મુખ્યપ્રવાહની PVT પદ્ધતિને ઉદાહરણ તરીકે લેતા, ઓછી ઉપજ મુખ્યત્વે SiC સબસ્ટ્રેટની તૈયારીમાં નીચેની મુશ્કેલીઓને કારણે છે:
1. તાપમાન ક્ષેત્ર નિયંત્રણમાં મુશ્કેલી: SiC ક્રિસ્ટલ સળિયા 2500℃ ના ઊંચા તાપમાને ઉત્પન્ન કરવાની જરૂર છે, જ્યારે સિલિકોન સ્ફટિકોને માત્ર 1500℃ની જરૂર છે, તેથી ખાસ સિંગલ ક્રિસ્ટલ ભઠ્ઠીઓની જરૂર છે, અને ઉત્પાદન દરમિયાન વૃદ્ધિ તાપમાન ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત કરવાની જરૂર છે. , જેને નિયંત્રિત કરવું અત્યંત મુશ્કેલ છે.
2. ધીમી ઉત્પાદન ઝડપ: પરંપરાગત સિલિકોન સામગ્રીનો વિકાસ દર 300 mm પ્રતિ કલાક છે, પરંતુ સિલિકોન કાર્બાઇડ સિંગલ ક્રિસ્ટલ માત્ર 400 માઇક્રોન પ્રતિ કલાકનો વિકાસ કરી શકે છે, જે લગભગ 800 ગણો તફાવત છે.
3. સારા ઉત્પાદન પરિમાણો માટે ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ, અને બ્લેક બોક્સની ઉપજને સમયસર નિયંત્રિત કરવી મુશ્કેલ છે: SiC વેફરના મુખ્ય પરિમાણોમાં માઇક્રોટ્યુબ ઘનતા, અવ્યવસ્થા ઘનતા, પ્રતિકારકતા, વોરપેજ, સપાટીની ખરબચડી વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ પ્રક્રિયા દરમિયાન, તે છે. સિલિકોન-કાર્બન રેશિયો, ગ્રોથ ટેમ્પરેચર ગ્રેડિયન્ટ, ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ રેટ અને એરફ્લો પ્રેશર જેવા પરિમાણોને ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત કરવા માટે જરૂરી છે. નહિંતર, પોલીમોર્ફિક સમાવેશ થવાની સંભાવના છે, જેના પરિણામે અયોગ્ય સ્ફટિકો થાય છે. ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલના બ્લેક બોક્સમાં, ક્રિસ્ટલની વૃદ્ધિની સ્થિતિનું વાસ્તવિક સમયમાં અવલોકન કરવું અશક્ય છે, અને ખૂબ જ ચોક્કસ થર્મલ ફિલ્ડ કંટ્રોલ, સામગ્રી મેચિંગ અને અનુભવ સંચય જરૂરી છે.
4. સ્ફટિકના વિસ્તરણમાં મુશ્કેલી: ગેસ તબક્કા પરિવહન પદ્ધતિ હેઠળ, SiC ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિની વિસ્તરણ તકનીક અત્યંત મુશ્કેલ છે. જેમ જેમ ક્રિસ્ટલનું કદ વધે છે તેમ તેમ તેની વૃદ્ધિની મુશ્કેલી ઝડપથી વધે છે.
5. સામાન્ય રીતે ઓછી ઉપજ: ઓછી ઉપજ મુખ્યત્વે બે લિંક્સથી બનેલી હોય છે: (1) ક્રિસ્ટલ રોડ યીલ્ડ = સેમિકન્ડક્ટર-ગ્રેડ ક્રિસ્ટલ રોડ આઉટપુટ/(સેમિકન્ડક્ટર-ગ્રેડ ક્રિસ્ટલ રોડ આઉટપુટ + નોન-સેમિકન્ડક્ટર-ગ્રેડ ક્રિસ્ટલ રોડ આઉટપુટ) × 100%; (2) સબસ્ટ્રેટ ઉપજ = લાયક સબસ્ટ્રેટ આઉટપુટ/(લાયક સબસ્ટ્રેટ આઉટપુટ + અયોગ્ય સબસ્ટ્રેટ આઉટપુટ) × 100%.
ઉચ્ચ ગુણવત્તાની અને ઉચ્ચ ઉપજની તૈયારીમાંસિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ્સ, ઉત્પાદન તાપમાનને ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત કરવા માટે કોરને વધુ સારી થર્મલ ફીલ્ડ સામગ્રીની જરૂર છે. હાલમાં ઉપયોગમાં લેવાતી થર્મલ ફિલ્ડ ક્રુસિબલ કિટ્સ મુખ્યત્વે ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા ગ્રેફાઇટ માળખાકીય ભાગો છે, જેનો ઉપયોગ કાર્બન પાવડર અને સિલિકોન પાવડરને ગરમ કરવા અને ઓગળવા અને ગરમ રાખવા માટે થાય છે. ગ્રેફાઇટ સામગ્રીમાં ઉચ્ચ ચોક્કસ તાકાત અને ચોક્કસ મોડ્યુલસ, સારા થર્મલ આંચકા પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકારની લાક્ષણિકતાઓ હોય છે, પરંતુ તેઓ ઉચ્ચ-તાપમાન ઓક્સિજન વાતાવરણમાં સરળતાથી ઓક્સિડાઇઝ્ડ હોવાના ગેરફાયદા ધરાવે છે, એમોનિયા પ્રતિરોધક નથી અને નબળા સ્ક્રેચ પ્રતિકાર. સિલિકોન કાર્બાઇડ સિંગલ ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિની પ્રક્રિયામાં અનેસિલિકોન કાર્બાઇડ એપિટેક્સિયલ વેફરઉત્પાદન, ગ્રેફાઇટ સામગ્રીના ઉપયોગ માટે લોકોની વધુને વધુ કડક જરૂરિયાતોને પૂરી કરવી મુશ્કેલ છે, જે તેના વિકાસ અને વ્યવહારિક ઉપયોગને ગંભીરતાથી પ્રતિબંધિત કરે છે. તેથી, ટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ જેવા ઉચ્ચ-તાપમાન કોટિંગ્સ બહાર આવવાનું શરૂ થયું છે.
2. ની લાક્ષણિકતાઓટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ કોટિંગ
TaC સિરામિકમાં 3880℃ સુધીનો ગલનબિંદુ, ઉચ્ચ કઠિનતા (Mohs કઠિનતા 9-10), મોટી થર્મલ વાહકતા (22W·m-1·K−1), મોટી બેન્ડિંગ સ્ટ્રેન્થ (340-400MPa) અને નાનું થર્મલ વિસ્તરણ છે. ગુણાંક (6.6×10−6K−1), અને ઉત્તમ થર્મોકેમિકલ સ્થિરતા અને ઉત્તમ ભૌતિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે. તે ગ્રેફાઇટ અને C/C સંયુક્ત સામગ્રી સાથે સારી રાસાયણિક સુસંગતતા અને યાંત્રિક સુસંગતતા ધરાવે છે. તેથી, TaC કોટિંગ એરોસ્પેસ થર્મલ પ્રોટેક્શન, સિંગલ ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ, એનર્જી ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને મેડિકલ સાધનોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
TaC-કોટેડગ્રેફાઇટ એકદમ ગ્રેફાઇટ અથવા SiC-કોટેડ ગ્રેફાઇટ કરતાં વધુ સારી રાસાયણિક કાટ પ્રતિકાર ધરાવે છે, તેનો ઉપયોગ 2600°ના ઊંચા તાપમાને સ્થિર રીતે કરી શકાય છે, અને તે ઘણા ધાતુ તત્વો સાથે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી. તે ત્રીજી પેઢીના સેમિકન્ડક્ટર સિંગલ ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ અને વેફર એચિંગ સિનારિયોમાં શ્રેષ્ઠ કોટિંગ છે. તે પ્રક્રિયા અને તૈયારીમાં તાપમાન અને અશુદ્ધિઓના નિયંત્રણમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છેઉચ્ચ ગુણવત્તાની સિલિકોન કાર્બાઇડ વેફર્સઅને સંબંધિતએપિટેક્સિયલ વેફર્સ. તે ખાસ કરીને MOCVD સાધનો સાથે GaN અથવા AlN સિંગલ ક્રિસ્ટલ ઉગાડવા અને PVT સાધનો સાથે SiC સિંગલ ક્રિસ્ટલ ઉગાડવા માટે યોગ્ય છે અને ઉગાડવામાં આવેલા સિંગલ ક્રિસ્ટલની ગુણવત્તામાં નોંધપાત્ર સુધારો થયો છે.
III. ટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ કોટેડ ઉપકરણોના ફાયદા
ટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ TaC કોટિંગનો ઉપયોગ ક્રિસ્ટલ એજ ખામીની સમસ્યાને હલ કરી શકે છે અને ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિની ગુણવત્તામાં સુધારો કરી શકે છે. તે "ઝડપી વધવા, જાડા વધવા અને લાંબા થવા" ની મુખ્ય તકનીકી દિશાઓમાંની એક છે. ઔદ્યોગિક સંશોધનોએ એ પણ દર્શાવ્યું છે કે ટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ કોટેડ ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ વધુ સમાન ગરમી પ્રાપ્ત કરી શકે છે, ત્યાં SiC સિંગલ ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ માટે ઉત્તમ પ્રક્રિયા નિયંત્રણ પ્રદાન કરે છે, આમ SiC સ્ફટિકોની ધાર પર પોલીક્રિસ્ટલાઇન રચનાની સંભાવનાને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે. વધુમાં, ટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ ગ્રેફાઇટ કોટિંગના બે મુખ્ય ફાયદા છે:
(I) SiC ખામીઓ ઘટાડવી
SiC સિંગલ ક્રિસ્ટલ ખામીઓને નિયંત્રિત કરવાના સંદર્ભમાં, સામાન્ય રીતે ત્રણ મહત્વપૂર્ણ માર્ગો છે. વૃદ્ધિના માપદંડો અને ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા સ્રોત સામગ્રી (જેમ કે SiC સોર્સ પાવડર) ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા ઉપરાંત, ટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ કોટેડ ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલનો ઉપયોગ કરીને પણ સારી ક્રિસ્ટલ ગુણવત્તા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.
પરંપરાગત ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ (a) અને TAC કોટેડ ક્રુસિબલ (b) ની યોજનાકીય રેખાકૃતિ
કોરિયામાં યુનિવર્સિટી ઓફ ઇસ્ટર્ન યુરોપના સંશોધન મુજબ, SiC ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિમાં મુખ્ય અશુદ્ધિ નાઇટ્રોજન છે, અને ટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ કોટેડ ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ્સ અસરકારક રીતે SiC ક્રિસ્ટલ્સના નાઇટ્રોજન સમાવિષ્ટને મર્યાદિત કરી શકે છે, જેનાથી માઇક્રોપાઇપ્સ જેવી ખામીઓનું નિર્માણ ઘટે છે અને ક્રિસ્ટલ સુધારે છે. ગુણવત્તા અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે સમાન પરિસ્થિતિઓમાં, પરંપરાગત ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ્સ અને TAC કોટેડ ક્રુસિબલ્સમાં ઉગાડવામાં આવતી SiC વેફરની કેરિયર સાંદ્રતા અનુક્રમે 4.5×1017/cm અને 7.6×1015/cm છે.
પરંપરાગત ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ્સ (a) અને TAC કોટેડ ક્રુસિબલ્સ (b) માં ઉગાડવામાં આવતા SiC સિંગલ ક્રિસ્ટલ્સમાં ખામીઓની સરખામણી
(II) ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલ્સનું જીવન સુધારવું
હાલમાં, SiC સ્ફટિકોની કિંમત ઊંચી રહી છે, જેમાંથી ગ્રેફાઇટ ઉપભોજ્ય વસ્તુઓની કિંમત લગભગ 30% જેટલી છે. ગ્રેફાઇટ ઉપભોજ્ય વસ્તુઓની કિંમત ઘટાડવાની ચાવી તેની સર્વિસ લાઇફ વધારવી છે. બ્રિટીશ સંશોધન ટીમના ડેટા અનુસાર, ટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ કોટિંગ્સ ગ્રેફાઇટ ઘટકોની સેવા જીવનને 30-50% સુધી વધારી શકે છે. આ ગણતરી મુજબ, માત્ર ટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ કોટેડ ગ્રેફાઇટને બદલવાથી SiC ક્રિસ્ટલની કિંમત 9%-15% ઘટાડી શકાય છે.
4. ટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ કોટિંગ તૈયાર કરવાની પ્રક્રિયા
TaC કોટિંગ તૈયારી પદ્ધતિઓને ત્રણ વર્ગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: ઘન તબક્કા પદ્ધતિ, પ્રવાહી તબક્કા પદ્ધતિ અને ગેસ તબક્કા પદ્ધતિ. ઘન તબક્કા પદ્ધતિમાં મુખ્યત્વે ઘટાડો પદ્ધતિ અને રાસાયણિક પદ્ધતિનો સમાવેશ થાય છે; પ્રવાહી તબક્કાની પદ્ધતિમાં પીગળેલા મીઠાની પદ્ધતિ, સોલ-જેલ પદ્ધતિ (સોલ-જેલ), સ્લરી-સિન્ટરિંગ પદ્ધતિ, પ્લાઝ્મા છંટકાવ પદ્ધતિનો સમાવેશ થાય છે; ગેસ તબક્કા પદ્ધતિમાં રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (CVD), રાસાયણિક વરાળ ઘૂસણખોરી (CVI) અને ભૌતિક વરાળ ડિપોઝિશન (PVD) નો સમાવેશ થાય છે. વિવિધ પદ્ધતિઓના પોતાના ફાયદા અને ગેરફાયદા છે. તેમાંથી, CVD એ TaC કોટિંગ્સ તૈયાર કરવા માટે પ્રમાણમાં પરિપક્વ અને વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિ છે. પ્રક્રિયાના સતત સુધારા સાથે, નવી પ્રક્રિયાઓ જેમ કે ગરમ વાયર રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન અને આયન બીમ સહાયિત રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન વિકસાવવામાં આવી છે.
TaC કોટિંગ સંશોધિત કાર્બન-આધારિત સામગ્રીમાં મુખ્યત્વે ગ્રેફાઇટ, કાર્બન ફાઇબર અને કાર્બન/કાર્બન સંયુક્ત સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે. ગ્રેફાઇટ પર TaC કોટિંગ્સ તૈયાર કરવાની પદ્ધતિઓમાં પ્લાઝ્મા સ્પ્રેઇંગ, CVD, સ્લરી સિન્ટરિંગ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.
CVD પદ્ધતિના ફાયદા: TaC કોટિંગ્સ તૈયાર કરવા માટેની CVD પદ્ધતિ ટેન્ટેલમ સ્ત્રોત તરીકે ટેન્ટેલમ હલાઇડ (TaX5) અને કાર્બન સ્ત્રોત તરીકે હાઇડ્રોકાર્બન (CnHm) પર આધારિત છે. ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં, તેઓ અનુક્રમે Ta અને C માં વિઘટિત થાય છે, અને પછી TaC કોટિંગ્સ મેળવવા માટે એકબીજા સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. CVD પદ્ધતિ નીચા તાપમાને હાથ ધરવામાં આવી શકે છે, જે ચોક્કસ હદ સુધી ઉચ્ચ-તાપમાનની તૈયારી અથવા કોટિંગ્સની સારવારને કારણે થતી ખામી અને ઘટાડા યાંત્રિક ગુણધર્મોને ટાળી શકે છે. કોટિંગની રચના અને માળખું નિયંત્રણક્ષમ છે, અને તેમાં ઉચ્ચ શુદ્ધતા, ઉચ્ચ ઘનતા અને સમાન જાડાઈના ફાયદા છે. વધુ મહત્ત્વની વાત એ છે કે, CVD દ્વારા તૈયાર કરાયેલ TaC કોટિંગ્સની રચના અને માળખું ડિઝાઇન કરી શકાય છે અને સરળતાથી નિયંત્રિત કરી શકાય છે. ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા TaC કોટિંગ્સ તૈયાર કરવા માટે તે પ્રમાણમાં પરિપક્વ અને વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિ છે.
પ્રક્રિયાના મુખ્ય પ્રભાવિત પરિબળોમાં શામેલ છે:
A. ગેસ પ્રવાહ દર (ટેન્ટેલમ સ્ત્રોત, કાર્બન સ્ત્રોત તરીકે હાઇડ્રોકાર્બન ગેસ, વાહક ગેસ, મંદન ગેસ Ar2, ગેસ H2 ઘટાડવું): ગેસ પ્રવાહ દરમાં ફેરફાર તાપમાન ક્ષેત્ર, દબાણ ક્ષેત્ર અને ગેસ પ્રવાહ ક્ષેત્ર પર મોટો પ્રભાવ ધરાવે છે. પ્રતિક્રિયા ચેમ્બર, જેના પરિણામે કોટિંગની રચના, બંધારણ અને કામગીરીમાં ફેરફાર થાય છે. Ar પ્રવાહ દરમાં વધારો થવાથી કોટિંગ વૃદ્ધિ દર ધીમો પડી જશે અને અનાજના કદમાં ઘટાડો થશે, જ્યારે TaCl5, H2 અને C3H6 નો દાઢ સમૂહ ગુણોત્તર કોટિંગ રચનાને અસર કરે છે. H2 થી TaCl5 નો દાઢ ગુણોત્તર (15-20):1 છે, જે વધુ યોગ્ય છે. TaCl5 થી C3H6 નો મોલર રેશિયો સૈદ્ધાંતિક રીતે 3:1 ની નજીક છે. અતિશય TaCl5 અથવા C3H6 Ta2C અથવા મુક્ત કાર્બનની રચનાનું કારણ બનશે, જે વેફરની ગુણવત્તાને અસર કરશે.
B. ડિપોઝિશન ટેમ્પરેચર: ડિપોઝિશનનું તાપમાન જેટલું ઊંચું હશે, ડિપોઝિશનનો દર જેટલો ઝડપી, અનાજનું કદ જેટલું મોટું અને કોટિંગ જેટલું વધારે છે. વધુમાં, C માં હાઇડ્રોકાર્બન વિઘટન અને TaCl5 ના વિઘટનનું તાપમાન અને ઝડપ અલગ અલગ છે, અને Ta અને C ની Ta2C ની રચના થવાની શક્યતા વધુ છે. TaC કોટિંગ સંશોધિત કાર્બન સામગ્રી પર તાપમાનનો મોટો પ્રભાવ છે. જેમ જેમ ડિપોઝિશન તાપમાન વધે છે તેમ, ડિપોઝિશન દર વધે છે, કણોનું કદ વધે છે અને કણોનો આકાર ગોળાકારથી પોલિહેડ્રલમાં બદલાય છે. વધુમાં, ડિપોઝિશન તાપમાન જેટલું ઊંચું હશે, TaCl5નું વિઘટન જેટલું ઝડપથી થશે, તેટલું ઓછું મુક્ત C હશે, કોટિંગમાં વધુ તાણ હશે, અને તિરાડો સરળતાથી ઉત્પન્ન થશે. જો કે, નીચું ડિપોઝિશન તાપમાન કોટિંગ જમા કરવાની કાર્યક્ષમતા, લાંબો સમય જમા કરાવવાનો સમય અને કાચા માલના ઊંચા ખર્ચ તરફ દોરી જશે.
C. ડિપોઝિશન પ્રેશર: ડિપોઝિશન પ્રેશર સામગ્રીની સપાટીની મુક્ત ઊર્જા સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે અને પ્રતિક્રિયા ચેમ્બરમાં ગેસના નિવાસના સમયને અસર કરશે, તેથી કોટિંગના ન્યુક્લિયેશનની ગતિ અને કણોના કદને અસર કરશે. જેમ જેમ ડિપોઝિશન પ્રેશર વધે છે, ગેસનો રહેવાનો સમય લાંબો થાય છે, રિએક્ટન્ટ્સ પાસે ન્યુક્લિએશન પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થવા માટે વધુ સમય હોય છે, પ્રતિક્રિયા દર વધે છે, કણો મોટા થાય છે, અને કોટિંગ ગાઢ બને છે; તેનાથી વિપરિત, જેમ જેમ ડિપોઝિશન પ્રેશર ઘટે છે, રિએક્શન ગેસનો રહેવાનો સમય ઓછો હોય છે, પ્રતિક્રિયા દર ધીમો પડે છે, કણો નાના બને છે અને કોટિંગ પાતળું થાય છે, પરંતુ ડિપોઝિશન પ્રેશર સ્ફટિકની રચના અને કોટિંગની રચના પર ઓછી અસર કરે છે.
V. ટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ કોટિંગનો વિકાસ વલણ
TaC (6.6×10−6K−1) નું થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક કાર્બન-આધારિત સામગ્રી જેમ કે ગ્રેફાઇટ, કાર્બન ફાઇબર અને C/C સંયુક્ત સામગ્રી કરતાં કંઈક અંશે અલગ છે, જે સિંગલ-ફેઝ TaC કોટિંગને ક્રેકીંગ અને તિરાડની સંભાવના બનાવે છે. પડવું એબ્લેશન અને ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર, ઉચ્ચ-તાપમાન યાંત્રિક સ્થિરતા અને TaC કોટિંગ્સના ઉચ્ચ-તાપમાનના રાસાયણિક કાટ પ્રતિકારને વધુ સુધારવા માટે, સંશોધકોએ કોટિંગ સિસ્ટમ્સ પર સંશોધન હાથ ધર્યું છે જેમ કે સંયુક્ત કોટિંગ સિસ્ટમ્સ, સોલિડ સોલ્યુશન-એન્હાન્સ્ડ કોટિંગ સિસ્ટમ્સ અને ગ્રેડિયન્ટ. કોટિંગ સિસ્ટમ્સ.
સંયુક્ત કોટિંગ સિસ્ટમ એક કોટિંગની તિરાડોને બંધ કરવાની છે. સામાન્ય રીતે, સંયુક્ત કોટિંગ સિસ્ટમ બનાવવા માટે અન્ય કોટિંગ્સ સપાટી અથવા TaC ની અંદરના સ્તરમાં દાખલ કરવામાં આવે છે; સોલિડ સોલ્યુશનને મજબૂત બનાવતી કોટિંગ સિસ્ટમ HfC, ZrC, વગેરેમાં TaC જેવું જ ફેસ-કેન્દ્રિત ઘન માળખું હોય છે, અને બે કાર્બાઈડ ઘન સોલ્યુશન માળખું રચવા માટે એકબીજામાં અનંત રીતે દ્રાવ્ય હોઈ શકે છે. Hf(Ta)C કોટિંગ ક્રેક-ફ્રી છે અને C/C સંયુક્ત સામગ્રી સાથે સારી સંલગ્નતા ધરાવે છે. કોટિંગમાં ઉત્કૃષ્ટ એન્ટિ-એબ્લેશન કામગીરી છે; ગ્રેડિયન્ટ કોટિંગ સિસ્ટમ ગ્રેડિયન્ટ કોટિંગ તેની જાડાઈની દિશામાં કોટિંગ ઘટકની સાંદ્રતાને દર્શાવે છે. માળખું આંતરિક તાણ ઘટાડી શકે છે, થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંકની અસંગતતા સુધારી શકે છે અને તિરાડો ટાળી શકે છે.
(II) ટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ કોટિંગ ઉપકરણ ઉત્પાદનો
QYR (Hengzhou Bozhi) ના આંકડા અને આગાહી અનુસાર, 2021માં વૈશ્વિક ટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ કોટિંગ માર્કેટનું વેચાણ US$1.5986 મિલિયન સુધી પહોંચી ગયું છે (ક્રિના સ્વ-ઉત્પાદિત અને સ્વ-સપ્લાય કરેલા ટેન્ટેલમ કાર્બાઇડ કોટિંગ ઉપકરણ ઉત્પાદનોને બાદ કરતાં), અને તે હજુ પણ પ્રારંભિક તબક્કામાં છે. ઉદ્યોગના વિકાસના તબક્કા.
1. ક્રિસ્ટલ વૃદ્ધિ માટે જરૂરી ક્રિસ્ટલ વિસ્તરણ રિંગ્સ અને ક્રુસિબલ્સ: એન્ટરપ્રાઇઝ દીઠ 200 ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ ફર્નેસના આધારે, 30 ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ કંપનીઓ દ્વારા જરૂરી TaC કોટેડ ઉપકરણોનો બજાર હિસ્સો લગભગ 4.7 અબજ યુઆન છે.
2. TaC ટ્રે: દરેક ટ્રે 3 વેફર લઈ શકે છે, દરેક ટ્રે 1 મહિના માટે વાપરી શકાય છે, અને દરેક 100 વેફર માટે 1 ટ્રેનો વપરાશ થાય છે. 3 મિલિયન વેફરને 30,000 TaC ટ્રેની જરૂર પડે છે, દરેક ટ્રે લગભગ 20,000 ટુકડાઓ હોય છે અને દર વર્ષે લગભગ 600 મિલિયનની જરૂર પડે છે.
3. કાર્બન ઘટાડવાના અન્ય દૃશ્યો. જેમ કે ઉચ્ચ-તાપમાન ફર્નેસ લાઇનિંગ, CVD નોઝલ, ફર્નેસ પાઇપ્સ વગેરે, લગભગ 100 મિલિયન.
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-02-2024