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碳化钽涂层

时间:2018-11-30 17:16:20  来源:  作者:

     碳化钽涂层是一种重要的高强度、耐腐蚀和化学稳定性好的高温结构材料,其熔点高达4273,是耐温最高的几种化合物之一。它具有优异的高温力学性能、抗高速气流的冲刷性能、抗烧蚀性能,并与石墨、碳/碳复合材料具有良好的化学相容性及机械相容性。因此,在GaNLEDs和SiC功率器件的MOCVD等外延过程中,TaC涂层对H2,HCl,NH3具有优异的耐酸碱性,可完全保护石墨基体材料,净化生长环境。TaC涂层在高于2000时仍然稳定存在,而SiC涂层在1200~1400开始分解,这也将大幅提高石墨基体的完整性。此外美国Momentive(迈图)、IBIDEN、TOYOTANSO等大型机构都采用CVD法在石墨基体上制备出碳化钽涂层,并将进一步增强TaC涂层的生产能力,用以满足SiC功率器件和GaNLEDs外延设备的需求。

 目前,国内最常用的做法是利用化学气相沉积原理,在碳材料上沉积碳化钽涂层,所用到的化学反应体系是TaCl5,C3H6,H2和Ar,其中Ar作为稀释和携带气体然而现有装置的最高温度在1400左右,反应温度的局限性使得沉积表面游离碳堆积,导致碳化钽涂层偏离化学计量比,涂层致密度低。另外,当作为碳源的烃、炔类物质以及H2大量进入系统时,高温下存在一定的危险性,从而增加系统设计的难度和复杂度。因此,为了获得符合化学计量比的高致密度TaC涂层,成功改造了高温CVD炉,研究了气化温度、气体流量及沉积温度等工艺参数对TaC涂层表面质量的影响。

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