ለሞኖክሪስታሊን ሲሊከን-1 በካርቦን/ካርቦን የሙቀት መስክ ቁሳቁሶች ውስጥ የSiC ሽፋን አተገባበር እና የምርምር ሂደት

የፀሐይ ፎቶቮልታይክ የኃይል ማመንጫ በዓለም ላይ እጅግ ተስፋ ሰጪ አዲስ የኢነርጂ ኢንዱስትሪ ሆኗል። ከፖሊሲሊከን እና ከአሞርፎስ ሲሊከን የፀሐይ ሴሎች ጋር ሲነጻጸር፣ ሞኖክሪስታሊን ሲሊከን፣ እንደ የፎቶቮልታይክ የኃይል ማመንጫ ቁሳቁስ፣ ከፍተኛ የፎቶኤሌክትሪክ ልወጣ ቅልጥፍና እና አስደናቂ የንግድ ጥቅሞች አሉት፣ እና የፀሐይ ፎቶቮልታይክ የኃይል ማመንጫ ዋና አካል ሆኗል። ዞክራልስኪ (CZ) ሞኖክሪስታሊን ሲሊከንን ለማዘጋጀት ከሚረዱት ዋና ዋና ዘዴዎች አንዱ ነው። የዞክራልስኪ ሞኖክሪስታሊን ምድጃ ስብጥር የእቶን ስርዓት፣ የቫክዩም ሲስተም፣ የጋዝ ስርዓት፣ የሙቀት መስክ ስርዓት እና የኤሌክትሪክ መቆጣጠሪያ ስርዓትን ያካትታል። የሙቀት መስክ ስርዓቱ ለሞኖክሪስታሊን ሲሊከን እድገት በጣም አስፈላጊ ከሆኑ ሁኔታዎች አንዱ ሲሆን የሞኖክሪስታሊን ሲሊከን ጥራት በቀጥታ በሙቀት መስክ የሙቀት ቅልመት ስርጭት ይነካል።

የሙቀት መስክ ክፍሎች በዋናነት ከካርቦን ቁሳቁሶች (የግራፋይት ቁሳቁሶች እና የካርቦን/ካርቦን ውህድ ቁሳቁሶች) የተዋቀሩ ሲሆን እነዚህም እንደ ተግባራቸው በድጋፍ ክፍሎች፣ በተግባራዊ ክፍሎች፣ በማሞቂያ ክፍሎች፣ በመከላከያ ክፍሎች፣ በሙቀት መከላከያ ቁሳቁሶች፣ ወዘተ የተከፋፈሉ ናቸው፣ በስእል 1 ላይ እንደሚታየው። የሞኖክሪስታሊን ሲሊከን መጠን እየጨመረ ሲሄድ፣ ለሙቀት መስክ ክፍሎች የመጠን መስፈርቶችም እየጨመሩ ነው። የካርቦን/ካርቦን ውህድ ቁሳቁሶች በመጠን መረጋጋት እና እጅግ በጣም ጥሩ የሜካኒካል ባህሪያት ምክንያት ለሞኖክሪስታሊን ሲሊከን የሙቀት መስክ ቁሳቁሶች የመጀመሪያው ምርጫ ይሆናሉ።

በቾክራልቺያን ሞኖክሪስታሊን ሲሊከን ሂደት ውስጥ የሲሊኮን ቁሳቁስ መቅለጥ የሲሊኮን ትነት እና የቀለጠ የሲሊከን ስፕላሽ ይፈጥራል፣ ይህም የካርቦን/ካርቦን የሙቀት መስክ ቁሳቁሶች የሲሊኬሽን መሸርሸርን ያስከትላል፣ እና የካርቦን/ካርቦን የሙቀት መስክ ቁሳቁሶች ሜካኒካል ባህሪያት እና የአገልግሎት ዘመን በእጅጉ ይጎዳል። ስለዚህ፣ የካርቦን/ካርቦን የሙቀት መስክ ቁሳቁሶች የሲሊኬሽን መሸርሸርን እንዴት መቀነስ እና የአገልግሎት ህይወታቸውን ማሻሻል እንደሚቻል የሞኖክሪስታሊን ሲሊከን አምራቾች እና የካርቦን/ካርቦን የሙቀት መስክ ቁሳቁሶች አምራቾች የተለመዱ ጉዳዮች አንዱ ሆኗል።የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋንእጅግ በጣም ጥሩ የሙቀት ድንጋጤ መቋቋም እና የመልበስ መቋቋም ስላለው የካርቦን/ካርቦን የሙቀት መስክ ቁሳቁሶችን የወለል ሽፋን ለመከላከል የመጀመሪያው ምርጫ ሆኗል።

በዚህ ጽሑፍ ውስጥ፣ በሞኖክሪስታሊን ሲሊከን ምርት ውስጥ ጥቅም ላይ ከሚውሉት የካርቦን/ካርቦን የሙቀት መስክ ቁሳቁሶች ጀምሮ፣ የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን ዋና ዋና የዝግጅት ዘዴዎች፣ ጥቅሞች እና ጉዳቶች ቀርበዋል። በዚህ መሠረት፣ በካርቦን/ካርቦን የሙቀት መስክ ቁሳቁሶች ውስጥ የሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን አተገባበር እና የምርምር ሂደት በካርቦን/ካርቦን የሙቀት መስክ ቁሳቁሶች ባህሪያት መሰረት ይገመገማል፣ እና የካርቦን/ካርቦን የሙቀት መስክ ቁሳቁሶችን የወለል ሽፋን ጥበቃ ምክሮች እና የልማት አቅጣጫዎች ቀርበዋል።

1 የዝግጅት ቴክኖሎጂየሲሊኮን ካርቦይድ ሽፋን

1.1 የመክተት ዘዴ

የመክተት ዘዴው ብዙውን ጊዜ በሲ/ሲ-ሲክ የተዋሃደ ቁሳቁስ ስርዓት ውስጥ የሲሊኮን ካርቦይድ ውስጣዊ ሽፋን ለማዘጋጀት ያገለግላል። ይህ ዘዴ በመጀመሪያ የካርቦን/ካርቦን የተዋሃደ ቁሳቁስን ለመጠቅለል የተደባለቀ ዱቄት ይጠቀማል፣ ከዚያም በተወሰነ የሙቀት መጠን የሙቀት ሕክምና ያካሂዳል። በተቀላቀለው ዱቄት እና በናሙናው ወለል መካከል ሽፋኑን ለመፍጠር ተከታታይ ውስብስብ የፊዚኮ-ኬሚካላዊ ግብረመልሶች ይከሰታሉ። ጥቅሙ ሂደቱ ቀላል መሆኑ ነው፣ አንድ ሂደት ብቻ ጥቅጥቅ ያሉ፣ ስንጥቅ የሌላቸውን የማትሪክስ ውህዶች ቁሳቁሶችን ማዘጋጀት ይችላል፤ ከቅድመ-ቅርጽ ወደ የመጨረሻ ምርት ትንሽ መጠን ያለው ለውጥ፤ ለማንኛውም ፋይበር የተጠናከረ መዋቅር ተስማሚ ነው፤ በሽፋኑ እና በንጣፉ መካከል የተወሰነ የቅንብር ቅልመት ሊፈጠር ይችላል፣ ይህም ከንጣፉ ጋር በጥሩ ሁኔታ የተጣመረ ነው። ሆኖም፣ እንደ ከፍተኛ ሙቀት ባለው ኬሚካላዊ ምላሽ ያሉ ጉዳቶችም አሉ፣ ይህም ፋይበሩን ሊጎዳ የሚችል እና የካርቦን/ካርቦን ማትሪክስ መቀነስ ሜካኒካል ባህሪያት። የሽፋኑ ወጥነት ለመቆጣጠር አስቸጋሪ ነው፣ ይህም ሽፋኑን እኩል ያደርገዋል።

1.2 የስላሪ ሽፋን ዘዴ

የስሉሪ ሽፋን ዘዴ የሽፋን ቁሳቁሱን እና ማያያዣውን ወደ ድብልቅ ማዋሃድ፣ በማትሪክስ ወለል ላይ በእኩል መጠን መቦረሽ፣ በማይንቀሳቀስ ከባቢ አየር ውስጥ ከደረቀ በኋላ የተሸፈነው ናሙና በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ይንጠባጠባል፣ እና የሚፈለገው ሽፋን ማግኘት ይቻላል። ጥቅሞቹ ሂደቱ ቀላል እና ለመስራት ቀላል መሆኑ እና የሽፋን ውፍረት ለመቆጣጠር ቀላል መሆኑ ነው፤ ጉዳቱ በሽፋን እና በንጣፉ መካከል ደካማ የመተሳሰር ጥንካሬ መኖሩ እና የሽፋኑ የሙቀት ድንጋጤ መቋቋም ደካማ እና የሽፋኑ ወጥነት ዝቅተኛ መሆኑ ነው።

1.3 የኬሚካል ትነት ምላሽ ዘዴ

የኬሚካል ትነት ምላሽ (CVR) ዘዴ ጠጣር የሲሊኮን ቁስን በተወሰነ የሙቀት መጠን ወደ ሲሊኮን ትነት የሚያተን የሂደት ዘዴ ሲሆን ከዚያም የሲሊኮን ትነት ወደ ማትሪክስ ውስጠኛ እና ወለል ውስጥ ይሰራጫል፣ እና በማትሪክስ ውስጥ ካለው ካርቦን ጋር በቦታው ምላሽ ይሰጣል እና ሲሊኮን ካርቦይድ ለማምረት። ጥቅሞቹ በምድጃ ውስጥ ወጥ የሆነ ከባቢ አየር፣ ወጥ የሆነ የምላሽ ፍጥነት እና በሁሉም ቦታ የተሸፈነ ቁሳቁስ የማስቀመጫ ውፍረት ያካትታሉ፤ ሂደቱ ቀላል እና ለመስራት ቀላል ነው፣ እና የሽፋን ውፍረት የሲሊኮን ትነት ግፊትን፣ የማስቀመጫ ጊዜን እና ሌሎች መለኪያዎችን በመቀየር ሊቆጣጠር ይችላል። ጉዳቱ ናሙናው በምድጃ ውስጥ ባለው ቦታ በእጅጉ የተጎዳ መሆኑ እና በምድጃ ውስጥ ያለው የሲሊኮን ትነት ግፊት የቲዎሬቲካል ወጥነት ላይ መድረስ አለመቻሉ ሲሆን ይህም ያልተመጣጠነ የሽፋን ውፍረት ያስከትላል።

1.4 የኬሚካል ትነት ማስቀመጫ ዘዴ

የኬሚካል ትነት ክምችት (CVD) ሃይድሮካርቦኖች እንደ ጋዝ ምንጭ እና ከፍተኛ ንፅህና N2/Ar እንደ ተሸካሚ ጋዝ ሆነው የተደባለቁ ጋዞችን ወደ ኬሚካል ትነት ሪአክተር ለማስገባት የሚያገለግሉበት ሂደት ሲሆን ሃይድሮካርቦኖቹ በተወሰነ የሙቀት መጠን እና ግፊት ስር በመበታተን፣ በማዋሃድ፣ በመሰራጨት፣ በመዋሃድ እና በመፍታት በካርቦን/ካርቦን ውህድ ቁሳቁሶች ወለል ላይ ጠንካራ ፊልሞችን ለመፍጠር ይዘጋጃሉ። ጥቅሙ የሽፋኑ ጥግግት እና ንፅህና ቁጥጥር ሊደረግበት የሚችል መሆኑ ነው፤ እንዲሁም የበለጠ ውስብስብ ቅርፅ ላለው የስራ ክፍል ተስማሚ ነው፤ የምርቱ ክሪስታል መዋቅር እና የገጽታ ሞርፎሎጂ የማስቀመጫ መለኪያዎችን በማስተካከል ሊቆጣጠሩት ይችላሉ። ጉዳቶቹ የማስቀመጫ መጠኑ በጣም ዝቅተኛ፣ ሂደቱ ውስብስብ መሆኑ፣ የምርት ወጪው ከፍተኛ መሆኑ እና እንደ ስንጥቆች፣ የሜሽ ጉድለቶች እና የገጽታ ጉድለቶች ያሉ የሽፋን ጉድለቶች ሊኖሩ ይችላሉ።

ባጭሩ፣ የኢምቤዲንግ ዘዴው በቴክኖሎጂ ባህሪያቱ ብቻ የተወሰነ ሲሆን ይህም ለላቦራቶሪ እና ለአነስተኛ መጠን ላላቸው ቁሳቁሶች ልማት እና ምርት ተስማሚ ነው፤ የሽፋን ዘዴው ደካማ ወጥነት ስላለው ለጅምላ ምርት ተስማሚ አይደለም። የCVR ዘዴ ትላልቅ መጠን ያላቸውን ምርቶች የጅምላ ምርት ሊያሟላ ይችላል፣ ነገር ግን ለመሳሪያዎች እና ለቴክኖሎጂ ከፍተኛ መስፈርቶች አሉት። የCVD ዘዴ ለማዘጋጀት ተስማሚ ዘዴ ነውየSIC ሽፋንነገር ግን ወጪው ከሲቪአር ዘዴ የበለጠ ነው ምክንያቱም በሂደቱ ቁጥጥር ላይ ባለው ችግር ምክንያት።