Исследование материалов для пиролитических тиглей на основе нитрида бора

Пиролитический нитрид бора Тигли известны своей эффективностью и чистотой. Сравнение со стандартом Тигли из нитрида бора, Тигли PBN Они отличаются во многих отношениях. Они обеспечивают коррозионную стойкость, работают при более высоких температурах и устойчивы к окислению. Давайте обсудим ПБН, рост и его свойства.

Что такое пиролитические тигли из нитрида бора?

Тигли PBN Это современные высокотемпературные материалы со степенью чистоты 99,9%. Они обычно производятся методом химического осаждения из газовой фазы (CVD). Производство осуществляется в условиях вакуума при высокой температуре. Для его производства используются аммиак и галогениды бора.

Тигли PBN являются хорошими проводниками тепла. Обладает более высокой теплопроводностью. Тигли PBN Остаётся инертным при комнатной температуре. Тигли из нитрида бора также обладают превосходными антиокислительными свойствами при температурах ниже 1000 °C.

Структура пиролитического нитрида бора

PBN также известен как нитрид бора, полученный методом химического осаждения из газовой фазы (CVD). Этот керамический материал обычно получают методом высокотемпературного пиролиза. Как известно, нитрид бора имеет две основные структуры: гексагональную и кубическую.

Пиролитический нитрид бора такой же как Гексагональный нитрид бора с меньшим количеством дезориентаций в его слоистой структуре. Главное отличие пиролитический нитрид бора  это метод производства, который называется CVD.

Таблица свойств пиролитического нитрида бора

Для лучшего понимания типичные свойства и значения пиролитического нитрида бора приведены ниже:

Ударопрочность PBN критически важна даже при температуре около 2000 °C. Он не имеет точки сублимации и разлагается на бор и азот при температуре 3000 °C.. Пиролитический нитрид бора Обладает более высоким электрическим сопротивлением и, следовательно, является хорошим изолятором. Имеет меньше пор на поверхности, гладкий и несмачиваемый.

Свойства пиролитического тигля из нитрида бора

Свойства PBN по своей природе подразделяются на физические, термические, электрические и химические.

Физические свойства тиглей из PBN

• Тигли из PBN обладают высокой обрабатываемостью и могут быть использованы для изготовления изделий различной геометрии.
• Значение плотности составляет от 1,9 до 2,3 г/см3.
•  Тигли PBN иметь хорошую проницаемость по отношению к гелию в диапазоне < 1 x 10^-10 см/с
• Тигли PBN обладают меньшим влагопоглощением и обеспечивают хорошую производительность в условиях вакуума.

Тепловые свойства PBN

• Они устойчивы к растрескиванию при погружении в воду даже при температуре около 2000 °C.
• Тигли PBN обладает хорошей термостойкостью
• Теплопроводность пиролитического нитрида бора варьируется в диапазоне 2–60 Вт/°С в зависимости от типа PBN.

Химические свойства материала PBN

• Тигли PBN Они, как правило, инертны по своей природе. Они не реагируют с кислотами, щелочами и расплавленными материалами.
• При комнатной температуре Пиролитический нитрид бора подвергаются незначительной коррозии, однако при повышенных температурах остаются инертными и нереакционноспособными.
• По данным масс-спектроскопии диапазон чистоты PBN составляет около 99,99%.

Электрические свойства пиролитических тиглей из нитрида бора

• Тигель из PBN имеет объемное удельное сопротивление в диапазоне 3,1 х 1018 Ом см
• Их диэлектрическая прочность, измеренная при комнатной температуре, составляет около 56000 В/см.

Как изготавливаются тигли PBN?

Процесс изготовления Тигли PBN Известно, что они представляют собой химико-метеорологическое осаждение. Оно включает высокотемпературную реакцию BCl3 и NH3. Высокочистые BCl3 и NH3 используются при определённом соотношении сторон для получения тигель PBNРеакции происходят в высокотемпературной компрессионной камере, работающей при температуре около 2000 °C.

Чт

Химическая реакция роста PBN выглядит следующим образом: BCl3+ NH3 —àBN + 3HCl

В ходе этого процесса гексагональный PBN падает на холодную форму, содержащую графит. Этот процесс называется ростом кристаллического металла PBN, при котором накопленный слой постепенно утолщается. Этот процесс также называется зародышеобразованием.

Выращивание PBN: процесс химического осаждения из газовой фазы

Для получения используется метод химического осаждения из паровой фазы. тигель PBNПростые факторы такого метода включают в себя сам процесс, используемое оборудование и принцип работы системы. Сложная часть – это те, которые влияют на процесс. Другими факторами являются скорость загрузки материала, подача воздуха в систему и геометрия.

Существуют и другие факторы, влияющие на процесс принятия тигель PBN Например, температура и давление внутри печи. Для химического осаждения из газовой фазы (CVD) выбран диапазон температур около 1800–1900 °C, а давление поддерживается на уровне 1–2 мм рт. ст. Как правило, для покрытий PBN предпочтительны низкие температуры, а для создания дефектов применяются высокие температуры.

Использование пиролитического нитрида бора

Тигли из PBN — идеальный материал для выращивания полупроводниковых кристаллов. Они также используются для очистки элементов. Некоторые ключевые примеры Пиролитический тигель из нитрида бора относящийся к полупроводниковой промышленности - это выращивание кристаллов GaAs и LnP.

• Выращивание кристаллов в полупроводниковой промышленности требует более строгих условий, таких как чистота среды и емкости, а также более высокая температура. Это делает тигель PBN очень требователен к режиму.
• BN Тигли Широко используются в полупроводниковой промышленности для производства кристаллов методом LEC. Другой используемый метод — метод Бремана.
• Тигли PBN Они также идеально подходят для полупроводников III–IV и II–VI групп. Популярным методом синтеза является молекулярно-лучевая эпитаксия. В молекулярно-лучевой эпитаксии тигель PBN выступать в качестве источника сохранения материалов для испарения.
• Они также используются при испарении элементов или соединений в процессе OLED.
• Кольца и листы PBN в основном используются в качестве опорных элементов в OLED и других синтезах.

• PBN также является хорошим материалом для покрытия графитовых нагревателей. Он предотвращает испарение летучих компонентов при высоких температурах.

Пиролитические тигли из нитрида бора: типы

OLED PBN тигель

Как следует из названия, эти OLED-напыления используются Тигли PBN. Они обеспечивают эффективность при повышенных температурах, химически инертны и известны своей более высокой термической стабильностью.

Применение: Металлургическая и полупроводниковая промышленность

Тигель МЛЭ из PBN

Тигель МПЭ используется для процесса молекулярно-лучевой эпитаксии. свойства PBN Такие тигли обладают такими преимуществами, как инертность и термостойкость. Такие тигли замедляют выделение газов в ходе химических реакций.

Пиролитические тигли из нитрида бора VGF

Используется для синтеза GaAs, Ge и т.д. на основе VGF Тигли PBN Выдерживают высокие температуры и обеспечивают контролируемый рост кристаллов. Это способствует снижению дефектов и повышению однородности.

Тигель LEC BN

Рост GaAs и InP в основном используется LEC тигель BNИспользуемый метод — метод Чохральского с жидким инкапсулированием. Тигли PBN LEC химически стабильны и устойчивы к коррозии. Они не подвержены эрозии под воздействием инкапсулянтов и обеспечивают медленное извлечение металлов в виде монокристаллов.

Заключительные замечания

Тигли PBN Несомненно, это передовой керамический материал, оказывающий значительное влияние на полупроводниковую промышленность. Обрабатываемость и конкурентоспособные термические, химические и физические свойства делают их предпочтительным выбором для прецизионной промышленности. Тигли PBN часто доступны с различными спецификациями и геометрией, а соответствующий выбор делает их применимыми.