የ PVT ዘዴ መርህ ሲሊከን ካርቦይድ (ሲሲ) ክሪስታል እድገት

የPVT ዘዴ፣ ሙሉ ስሙ ፊዚካል ቬፖር ትራንስፖርት የሆነው፣ ሲሊኮን ካርቦይድ ለማልማት የተለመደ ዘዴ ነው (ሲሲ) ክሪስታሎች በከፍተኛ ሙቀት እና ከፍተኛ ግፊት ስር። መሰረታዊ መርሆው የሲሊኮን ካርቦይድ ዱቄትን ከ2300℃ በላይ በሆነ የሙቀት መጠን እና ከቫክዩም አቅራቢያ ባለ ዝቅተኛ ግፊት አካባቢ ውስጥ ወደ ሱቢሊሜሽን ማሞቅ ነው፣ ይህም እንደ Si፣ Si2C እና SiC2 ያሉ የጋዝ ክፍሎችን የያዘ የምላሽ ጋዝ ይፈጥራል። በጠንካራ-ደረጃ ንዑስሊሜሽን ምላሽ የተፈጠሩ የSi እና C ክፍሎች የተለያዩ የጋዝ-ደረጃ ከፊል ግፊቶች ምክንያት፣ የSi/C ስቶይቺዮሜትሪክ ጥምርታ ከሙቀት መስክ ስርጭት ጋር ይለያያል። ስለዚህ፣ በእድገት ክፍል ውስጥ የተወሰኑ የክሪስታላይዜሽን ቦታዎችን መድረሳቸውን ለማረጋገጥ የጋዝ-ደረጃ ክፍሎችን ስርጭት እና መጓጓዣ መቆጣጠር አስፈላጊ ነው።

የተዛባ የጋዝ-ደረጃ ክሪስታላይዜሽን ፖሊክሪስታሊን ሲሊከን ካርቦይድ እንዳይፈጠር ለመከላከል፣ የሲሊኮን ካርቦይድ የዘር ክሪስታሎች በእድገት ክፍሉ አናት ላይ ተቀምጠዋል። በጋዝ-ደረጃ ሱፐርሳቹሬሽን መንዳት ስር፣ የጋዝ-ደረጃ ክፍሎች በዘር ክሪስታል ወለል ላይ ተቀምጠው የሲሊኮን ካርቦይድ ነጠላ ክሪስታሎችን ይፈጥራሉ። አጠቃላይ የምላሽ ሂደቱ የሚከናወነው በተዘጋ የእድገት ክፍል ውስጥ ሲሆን የምላሽ ስርዓቱ ሁሉም መለኪያዎች እርስ በእርስ የተያያዙ ናቸው። ማንኛውም የእድገት ሁኔታዎች መለዋወጥ የነጠላ ክሪስታል እድገት መረጋጋትን ይነካል።

በተጨማሪም፣ የተለያዩ የሲሊኮን ካርቦይድ ነጠላ ክሪስታሎች በክሪስታል አቅጣጫቸው የተለያዩ የተጣበቁ መዋቅሮች ወደ የተለያዩ የአቶሚክ ትስስር እና የመተሳሰሪያ ዘዴዎች ይመራሉ፣ በዚህም ከ200 በላይ የሲሊኮን ካርቦይድ ኢሶመሮች ክሪስታል ቅርጾችን ይፈጥራሉ። በተለያዩ የክሪስታል ቅርጾች መካከል ያለው የኃይል ልወጣ መከላከያ እጅግ በጣም ዝቅተኛ ነው፣ ስለዚህ የክሪስታል ቅርፅ ለውጥ በPVT ነጠላ ክሪስታል እድገት ስርዓት ውስጥ የመከሰት እድሉ በጣም ከፍተኛ ነው፣ ይህም የተዛባ የታለሙ የክሪስታል ቅርጾችን እና የተለያዩ የክሪስታልላይዜሽን ጉድለቶችን ያስከትላል። ስለዚህ፣ የክሪስታል ቅርጽን እና የተለያዩ የክሪስታል ኢንጎት ጉድለቶችን ለመለየት የተወሰኑ የፍተሻ መሳሪያዎችን መጠቀም አስፈላጊ ነው።

የሲሊኮን ካርቦይድ የማዘጋጀት ሂደት እጅግ በጣም ከፍተኛ መስፈርቶች አሉት፣ በዋናነት በሚከተሉት ገጽታዎች ይገለጻል፡

• በሲሊኮን ካርቦይድ ዱቄት ውህደት ሂደት ውስጥ ብዙ የአካባቢ ብክለት አለ፣ ይህም ከፍተኛ ንፁህ ዱቄት ለማግኘት አስቸጋሪ ያደርገዋል። በሲሊኮን ዱቄት እና በካርቦን ዱቄት መካከል ያለው ያልተሟላ ምላሽ እንደ ምላሽ ምንጭ በሲ/ሲ ጥምርታ ውስጥ አለመመጣጠን ሊያስከትል ይችላል። ከተዋሃዱ በኋላ የሲሊኮን ካርቦይድ ዱቄት የክሪስታል ቅርፅ እና የቅንጣት መጠን ለመቆጣጠር አስቸጋሪ ነው።
• ከ2300°ሴ በላይ እና በቫክዩም አቅራቢያ ባለው ከፍተኛ የሙቀት መጠን፣ ሲሊኮን ካርቦይድ በተዘጋ የግራፋይት ክፍል ውስጥ "ጠንካራ-ጋዝ-ጠንካራ" ለውጥ እና እንደገና የማደራጀት ሂደት ያካሂዳል። ይህ ሂደት ረጅም የእድገት ዑደት አለው፣ ለመቆጣጠር አስቸጋሪ ነው፣ እና እንደ ማይክሮቱቡሎች እና ኢንክሉሽን ላሉ ጉድለቶች የተጋለጠ ነው።
• ሲሊከን ካርቦይድ ከ200 በላይ የተለያዩ የክሪስታል ቅርጾችን ያካትታል፣ ነገር ግን ምርት ብዙውን ጊዜ አንድ የክሪስታል ቅርጽ ብቻ ይፈልጋል። በእድገት ሂደት ውስጥ፣ የክሪስታል ቅርጽ ለውጥ የመከሰት እድሉ ሰፊ ሲሆን ይህም ባለብዙ አይነት ማካተት ጉድለቶችን ያስከትላል። በዝግጅት ሂደት ውስጥ፣ አንድ የተወሰነ የክሪስታል ቅርፅን በተረጋጋ ሁኔታ መቆጣጠር አስቸጋሪ ነው፣ እና በተለያዩ የክሪስታል ቅርጾች መካከል ያለው የኃይል ልወጣ መከላከያ እጅግ በጣም ዝቅተኛ ነው፣ ይህም የቁጥጥርን አስቸጋሪነት ይጨምራል። በዚህ ጊዜ ውስጥ የፓራሜትር ቁጥጥር እና ተዛማጅ ጥናቶች ከፍተኛ የምርምር እና የልማት ወጪዎችን ይፈልጋሉ፣ ይህም ለሲሊከን ካርቦይድ ከፍተኛ ወጪ ከሚያስከትሉት ምክንያቶች አንዱ ነው።