Badanie materiałów tyglowych z azotku boru pirolitycznego

Pirolityczny azotek boru Tygle są znane z wysokiej jakości wykonania i czystości. W porównaniu ze standardowymi Tygle z azotku boru, Tygle PBN Wyróżniają się pod wieloma względami. Zapewniają odporność na korozję, działają w wyższych temperaturach i są odporne na utlenianie. Porozmawiajmy o tym. PBN, wzrost i jego właściwości.

Czym są tygle pirolityczne z azotku boru?

Tygle PBN To zaawansowane materiały wysokotemperaturowe o czystości 99,9%. Są one zazwyczaj wytwarzane w procesie CVD. Produkcja odbywa się w warunkach próżniowych w wysokiej temperaturze. Wykorzystuje się amoniak i halogenki boru.

Tygle PBN Są dobrymi przewodnikami ciepła. Posiadają wyższą przewodność cieplną. Tygle PBN Pozostaje niereaktywny w temperaturze pokojowej. Tygle wykonane z BN charakteryzują się również doskonałymi właściwościami antyoksydacyjnymi w temperaturach poniżej 1000°C.

Struktura pirolitycznego azotku boru

PBN jest również znany pod nazwą azotku boru, powstającego w procesie chemicznego osadzania chemicznego (CVD). Ten materiał ceramiczny jest zazwyczaj wytwarzany w procesie pirolizy wysokotemperaturowej. Jak wszyscy wiemy, azotek boru ma dwie główne struktury: heksagonalną i sześcienną.

Pirolityczny azotek boru jest taki sam jak Heksagonalny azotek boru z mniejszą liczbą dezorientacji w warstwowej strukturze. Główną różnicą pirolityczny azotek boru  jest metodą produkcji CVD.

Tabela właściwości azotku boru pirolitycznego

Dla lepszego zrozumienia poniżej podano typowe właściwości i wartości pirolitycznego azotku boru:

Odporność na wstrząsy PBN jest kluczowa nawet w temperaturze około 2000°C. Nie wykazuje on punktu sublimacji i rozkłada się na bor i azot w temperaturze 3000°C.. Pirolityczny azotek boru Posiadają wyższą rezystancję elektryczną, a zatem są dobrymi izolatorami. Mają mniej porów na powierzchni, są gładkie i odporne na zwilżanie.

Właściwości tygla z pirolitycznego azotku boru

Właściwości PBN można podzielić na fizyczne, cieplne, elektryczne i chemiczne.

Właściwości fizyczne tygli PBN

• Tygle z PBN charakteryzują się dużą obrabialnością i mogą być stosowane do produkcji wyrobów o różnych geometriach
• Wartość gęstości mieści się w przedziale od 1,9 do 2,3 g/cm3
•  Tygle PBN mają dobrą przepuszczalność w stosunku do helu w zakresie < 1 x 10^-10 cm/s
• Tygle PBN charakteryzują się mniejszą absorpcją wilgoci i dobrą wydajnością w warunkach próżni.

Właściwości termiczne PBN

• Są odporne na pęknięcia po zanurzeniu w wodzie, nawet w temperaturze około 2000°C.
• Tygle PBN posiada dobrą odporność termiczną
• Przewodność cieplna pirolitycznego azotku boru waha się w zakresie 2 – 60 W/°C w zależności od rodzaju PBN.

Właściwości chemiczne materiału PBN

• Tygle PBN Są one z natury obojętne. Nie reagują z kwasami, zasadami i materiałami stopionymi.
• W temperaturze pokojowej Pirolityczny azotek boru ulegają najmniejszej korozji, jednak w podwyższonych temperaturach pozostają obojętne i niereaktywne.
• Zgodnie ze spektroskopią masową czystość PBN wynosi około 99,99%.

Właściwości elektryczne tygli z pirolitycznego azotku boru

• Tygiel PBN ma rezystancję objętościową w zakresie 3,1 x 1018 omów cm
• Ich wytrzymałość dielektryczna mierzona w temperaturze pokojowej wynosi około 56000 V/cm

Jak powstają tygle PBN?

Proces tworzenia Tygle PBN Wiadomo, że są to chemiczne i meteorologiczne osady. Polegają one na wysokotemperaturowej reakcji BCl3 i NH3. Do produkcji stosuje się wysokiej czystości BCl3 i NH3 o określonym współczynniku kształtu. Tygiel PBNReakcje zachodzą w komorze sprężania o wysokiej temperaturze, pracującej w temperaturze około 2000°C.

Th

Reakcja chemiczna wzrostu PBN jest następująca: BCl3 + NH3 —àBN + 3HCl

W trakcie tego procesu heksagonalny PBN opada na zimną formę grafitową. Proces ten nazywany jest wzrostem krystalicznego metalu PBN, w którym nagromadzona warstwa stopniowo zagęszcza się. Proces ten nazywany jest również zarodkowaniem.

Wzrost PBN: proces CVD

Do produkcji stosuje się metodę chemicznego osadzania z fazy gazowej Tygiel PBNProstsze czynniki w tej metodzie obejmują proces, zaangażowany sprzęt i zasadę działania systemu. Złożone elementy wpływają na proces. Pozostałe czynniki to szybkość załadunku materiału, dopływ powietrza do systemu i geometria.

Na proces tworzenia wpływają również inne czynniki Tygiel PBN takich jak temperatura i ciśnienie wewnątrz pieca. Zakres temperatur wybrany do CVD wynosi około 1800–1900°C, a ciśnienie utrzymuje się na poziomie 1–2 mmHg. Zasadniczo w przypadku powłok PBN preferowana jest niska temperatura, a w celu generowania defektów stosuje się warunki wysokiej temperatury.

Zastosowania pirolitycznego azotku boru

Tygle PBN są idealnym materiałem do hodowli kryształów półprzewodników. Służą również do oczyszczania pierwiastków. Oto kilka kluczowych przykładów Tygiel z azotku boru pirolitycznego odnoszący się do przemysłu półprzewodnikowego jest wzrost kryształów GaAs i LnP.

• Wzrost kryształów w przemyśle półprzewodnikowym wymaga bardziej rygorystycznych warunków, takich jak czystość medium i naczynia oraz wyższa temperatura. To sprawia, Tygiel PBN bardzo wymagające w tym reżimie.
• Tygle BN Są szeroko stosowane w przemyśle półprzewodnikowym do produkcji kryształów metodą LEC. Inną stosowaną metodą jest metoda Bremana.
• Tygle PBN Są również idealne do półprzewodników III-IV i II-VI. Popularną metodą syntezy jest epitaksja z wiązek molekularnych. W epitaksji z wiązek molekularnych Tygiel PBN pełni funkcję źródła, w którym przechowywane są materiały przeznaczone do odparowania.
• Stosuje się je również do odparowywania pierwiastków lub związków w procesie OLED
• Pierścienie i arkusze PBN są stosowane głównie jako elementy pomocnicze w OLED i innych syntezach.

• PBN to również dobry materiał powłokowy, powszechnie stosowany na grzejnikach grafitowych. Zapobiega on parowaniu lotnych składników w wyższych temperaturach.

Tygle pirolityczne z azotku boru: rodzaje

Tygiel OLED PBN

Jak wskazuje nazwa, te diody OLED są stosowane Tygle PBN. Zapewniają wydajność w podwyższonej temperaturze, są chemicznie obojętne i znane są ze swojej wyższej stabilności termicznej.

Zastosowanie: Przemysł metalowy i półprzewodnikowy

Tygiel MBE z PBN

Tygiel MBE jest używany w procesie epitaksji wiązką molekularną. Właściwości PBN Mają zalety takie jak obojętność i stabilność termiczna. Takie tygle opóźniają uwalnianie gazów podczas reakcji chemicznych.

Tygle pirolityczne z azotku boru VGF

Służy do syntezy GaAs, Ge itp. na bazie VGF Tygle PBN Wytrzymują wysoką temperaturę i umożliwiają kontrolowany wzrost kryształów. Pomaga to w redukcji defektów i zapewnia lepszą jednorodność.

Tygiel LEC BN

Rozwój GaAs i InP jest w dużej mierze wykorzystywany w LEC Tygiel BNZastosowana metoda to proces Czochralskiego w kapsułkowanej cieczy. Tygle PBN LEC są stabilne chemicznie i odporne na korozję. Nie są podatne na erozję pod wpływem substancji kapsułkujących i zapewniają powolną ekstrakcję metali w postaci monokryształów.

Uwagi końcowe

Tygle PBN są niewątpliwie zaawansowanym materiałem ceramicznym o dużym wpływie na przemysł półprzewodników. Obrabialność i konkurencyjne właściwości termiczne, chemiczne i fizyczne sprawiają, że stanowią lepszy wybór w przemyśle precyzyjnym. Tygle PBN są często dostępne w różnych specyfikacjach i geometriach, a odpowiedni wybór sprawia, że są one odpowiednie.