عملية تصنيع مسحوق بلورة أحادية من كربيد السيليكون عالي النقاء

في عملية نمو بلورات كربيد السيليكون الأحادية، يُعد النقل الفيزيائي للبخار الطريقة الصناعية السائدة حاليًا. أما بالنسبة لطريقة نمو PVT،مسحوق كربيد السيليكونيؤثر بشكل كبير على عملية النمو. جميع معاييرمسحوق كربيد السيليكونتؤثر بشكل مباشر على جودة نمو البلورات الأحادية وخصائصها الكهربائية. في التطبيقات الصناعية الحالية، تُستخدم بشكل شائعمسحوق كربيد السيليكونعملية التخليق هي طريقة التخليق ذاتي الانتشار عند درجات حرارة عالية.
تعتمد طريقة التخليق الذاتي الانتشار عند درجات الحرارة العالية على استخدام درجات حرارة مرتفعة لتوفير الحرارة الأولية للمواد المتفاعلة لبدء التفاعلات الكيميائية، ثم تستخدم حرارة التفاعل الكيميائي نفسها للسماح للمواد غير المتفاعلة بإتمام التفاعل. مع ذلك، ونظرًا لأن تفاعل السيليكون والكربون يُطلق حرارة أقل، فإنه يلزم إضافة مواد متفاعلة أخرى للحفاظ على استمرار التفاعل. لذلك، اقترح العديد من الباحثين طريقة محسّنة للتخليق الذاتي الانتشار بناءً على ذلك، وذلك بإدخال مُنشِّط. تتميز هذه الطريقة بسهولة تطبيقها، وسهولة التحكم في مختلف معايير التخليق بثبات. كما أن إنتاجها على نطاق واسع يلبي متطلبات التصنيع.

في وقت مبكر من عام 1999، استخدمت بريدجبورت طريقة التخليق الذاتي الانتشار بدرجة حرارة عالية لتخليقمسحوق كربيد السيليكونلكنها استخدمت إيثوكسيسيلان وراتنج الفينول كمواد خام، مما كان مكلفًا. استخدم غاو بان وآخرون مسحوق السيليكون عالي النقاء ومسحوق الكربون كمواد خام للتصنيعمسحوق كربيد السيليكونعن طريق تفاعل بدرجة حرارة عالية في جو من الأرجون. قامت نينغ لينا بتحضير جزيئات كبيرةمسحوق كربيد السيليكونعن طريق التخليق الثانوي.

يقوم فرن التسخين الحثي متوسط ​​التردد، الذي طوره معهد البحوث الثاني التابع لشركة مجموعة تكنولوجيا الإلكترونيات الصينية، بخلط مسحوق السيليكون ومسحوق الكربون بنسبة قياسية محددة ووضعهما في بوتقة من الجرافيت.بوتقة من الجرافيتيُوضع في فرن تسخين بالحث متوسط ​​التردد للتسخين، ويُستخدم التغير في درجة الحرارة لتخليق وتحويل طور كربيد السيليكون ذي درجة الحرارة المنخفضة وطوره ذي درجة الحرارة العالية على التوالي. ولأن درجة حرارة تفاعل تخليق β-SiC في الطور ذي درجة الحرارة المنخفضة أقل من درجة حرارة تطاير السيليكون، فإن تخليق β-SiC تحت فراغ عالٍ يضمن الانتشار الذاتي بشكل جيد. وتمنع طريقة إدخال غازات الأرجون والهيدروجين وكلوريد الهيدروجين في تخليق α-SiC تحلله.مسحوق كربيد السيليكونفي مرحلة درجات الحرارة العالية، ويمكنها أن تقلل بشكل فعال من محتوى النيتروجين في مسحوق α-SiC.

صممت شركة شاندونغ تيانيوي فرنًا للتخليق، باستخدام غاز السيلان كمادة خام للسيليكون ومسحوق الكربون كمادة خام للكربون. تم ضبط كمية الغاز الخام المُدخل من خلال طريقة تخليق ثنائية الخطوات، وكان حجم جسيمات كربيد السيليكون المُصنّع النهائي يتراوح بين 50 و5000 ميكرومتر.

 

1. عوامل التحكم في عملية تصنيع المساحيق

 

1.1 تأثير حجم جزيئات المسحوق على نمو البلورات

يؤثر حجم جسيمات مسحوق كربيد السيليكون تأثيرًا بالغ الأهمية على نمو البلورة الأحادية اللاحقة. ويتحقق نمو بلورة كربيد السيليكون الأحادية بطريقة الترسيب الفيزيائي للبخار (PVT) بشكل أساسي عن طريق تغيير النسبة المولية للسيليكون والكربون في مكون الطور الغازي، وترتبط هذه النسبة بحجم جسيمات مسحوق كربيد السيليكون. يزداد الضغط الكلي ونسبة السيليكون إلى الكربون في نظام النمو مع انخفاض حجم الجسيمات. فعندما ينخفض ​​حجم الجسيمات من 2-3 مم إلى 0.06 مم، تزداد نسبة السيليكون إلى الكربون من 1.3 إلى 4.0. وعندما تصبح الجسيمات صغيرة إلى حد معين، يزداد الضغط الجزئي للسيليكون، وتتشكل طبقة رقيقة منه على سطح البلورة النامية، مما يحفز نمو البلورة من الطور الغازي إلى الطور السائل إلى الطور الصلب، وهو ما يؤثر على تعدد الأشكال البلورية والعيوب النقطية والخطية فيها. لذلك، يجب التحكم بدقة في حجم جسيمات مسحوق كربيد السيليكون عالي النقاوة.

بالإضافة إلى ذلك، عندما يكون حجم جزيئات مسحوق كربيد السيليكون صغيرًا نسبيًا، يتحلل المسحوق بسرعة أكبر، مما يؤدي إلى نمو مفرط لبلورات كربيد السيليكون الأحادية. من جهة، في بيئة درجات الحرارة العالية لنمو بلورات كربيد السيليكون الأحادية، تتم عمليتا التخليق والتحلل في آنٍ واحد. يتحلل مسحوق كربيد السيليكون مكونًا الكربون في الطور الغازي والصلب، مثل السيليكون (Si) وكربيد السيليكون (Si₂C) وكربيد السيليكون (SiC₂)، مما يؤدي إلى تفحم شديد للمسحوق متعدد البلورات وتكوين شوائب كربونية داخل البلورة. من جهة أخرى، عندما يكون معدل تحلل المسحوق سريعًا نسبيًا، يكون التركيب البلوري لبلورة كربيد السيليكون الأحادية النامية عرضة للتغير، مما يجعل من الصعب التحكم في جودة هذه البلورة.

 

1.2 تأثير شكل البلورات المسحوقة على نمو البلورات

تُعدّ عملية نمو بلورة أحادية من كربيد السيليكون (SiC) باستخدام طريقة النقل الفيزيائي للبخار (PVT) عملية تسامي وإعادة تبلور عند درجة حرارة عالية. ويؤثر الشكل البلوري للمادة الخام لكربيد السيليكون تأثيرًا كبيرًا على نمو البلورة. ففي عملية تصنيع المسحوق، تُنتج بشكل رئيسي طور التخليق عند درجة حرارة منخفضة (β-SiC) ذو بنية مكعبة للخلية الأساسية، وطور التخليق عند درجة حرارة عالية (α-SiC) ذو بنية سداسية للخلية الأساسية. وتتعدد أشكال بلورات كربيد السيليكون، ويتطلب التحكم بدرجة الحرارة نطاقًا ضيقًا. فعلى سبيل المثال، يتحول 3C-SiC إلى متعدد الأشكال السداسي لكربيد السيليكون، أي 4H/6H-SiC، عند درجات حرارة أعلى من 1900 درجة مئوية.

أثناء عملية نمو البلورة الأحادية، عند استخدام مسحوق β-SiC لنمو البلورات، تكون النسبة المولية للسيليكون إلى الكربون أكبر من 5.5، بينما عند استخدام مسحوق α-SiC، تكون هذه النسبة 1.2. مع ارتفاع درجة الحرارة، يحدث تحول طوري في البوتقة. في هذه الحالة، تزداد النسبة المولية في الطور الغازي، مما يعيق نمو البلورات. إضافةً إلى ذلك، تتولد شوائب أخرى في الطور الغازي، كالكربون والسيليكون وثاني أكسيد السيليكون، بسهولة أثناء عملية التحول الطوري. يؤدي وجود هذه الشوائب إلى تكوّن أنابيب دقيقة وفراغات في البلورة. لذا، يجب التحكم بدقة في شكل بلورة المسحوق.

 

1.3 تأثير شوائب المسحوق على نمو البلورات

يؤثر محتوى الشوائب في مسحوق كربيد السيليكون على التكوين التلقائي للنوى أثناء نمو البلورات. فكلما زاد محتوى الشوائب، قلّ احتمال تكوين النوى تلقائيًا. بالنسبة لكربيد السيليكون، تشمل الشوائب المعدنية الرئيسية البورون والألومنيوم والفاناديوم والنيكل، والتي قد تدخل من أدوات المعالجة أثناء تصنيع مسحوق السيليكون ومسحوق الكربون. ومن بينها، يُعدّ البورون والألومنيوم من أهم الشوائب المستقبلة ذات مستويات الطاقة الضحلة في كربيد السيليكون، مما يؤدي إلى انخفاض مقاومته. أما الشوائب المعدنية الأخرى فتُدخل مستويات طاقة متعددة، مما يؤدي إلى عدم استقرار الخصائص الكهربائية لبلورات كربيد السيليكون الأحادية عند درجات الحرارة العالية، ولها تأثير أكبر على الخصائص الكهربائية للركائز البلورية الأحادية شبه العازلة عالية النقاوة، وخاصة المقاومة. لذلك، يجب تصنيع مسحوق كربيد السيليكون عالي النقاوة قدر الإمكان.

 

1.4 تأثير محتوى النيتروجين في المسحوق على نمو البلورات

يُحدد مستوى محتوى النيتروجين مقاومة الركيزة أحادية البلورة. ويتعين على كبرى الشركات المصنعة ضبط تركيز تطعيم النيتروجين في المادة المصنعة وفقًا لعملية نمو البلورة الناضجة أثناء تصنيع المسحوق. تُعد ركائز كربيد السيليكون أحادية البلورة شبه العازلة عالية النقاء من أكثر المواد الواعدة للمكونات الإلكترونية الأساسية العسكرية. ولإنماء ركائز أحادية البلورة شبه عازلة عالية النقاء ذات مقاومة عالية وخصائص كهربائية ممتازة، يجب التحكم في محتوى شوائب النيتروجين الرئيسية في الركيزة عند مستوى منخفض. أما الركائز أحادية البلورة الموصلة، فتتطلب التحكم في محتوى النيتروجين عند تركيز عالٍ نسبيًا.

 

تقنية التحكم الرئيسية لتصنيع المساحيق

نظراً لاختلاف بيئات استخدام ركائز كربيد السيليكون، تختلف أيضاً تقنيات تصنيع مساحيق النمو. فبالنسبة لمساحيق نمو البلورات الأحادية الموصلة من النوع N، يُشترط نقاء عالٍ للشوائب وطور أحادي؛ بينما بالنسبة لمساحيق نمو البلورات الأحادية شبه العازلة، يُشترط تحكم دقيق في محتوى النيتروجين.

 

2.1 التحكم في حجم جزيئات المسحوق

2.1.1 درجة حرارة التخليق

مع تثبيت ظروف العملية الأخرى، تم أخذ عينات من مساحيق كربيد السيليكون (SiC) المُنتجة عند درجات حرارة تصنيع 1900 و2000 و2100 و2200 درجة مئوية، ثم تحليلها. كما هو موضح في الشكل 1، يتراوح حجم الجسيمات بين 250 و600 ميكرومتر عند 1900 درجة مئوية، ويزداد إلى ما بين 600 و850 ميكرومتر عند 2000 درجة مئوية، ما يُشير إلى تغير ملحوظ في حجم الجسيمات. وعندما ترتفع درجة الحرارة إلى 2100 درجة مئوية، يتراوح حجم جسيمات مسحوق كربيد السيليكون بين 850 و2360 ميكرومتر، ويكون هذا التزايد طفيفًا. أما عند 2200 درجة مئوية، فيستقر حجم جسيمات كربيد السيليكون عند حوالي 2360 ميكرومتر. يؤدي رفع درجة حرارة التخليق من 1900 درجة مئوية إلى تحسين حجم جسيمات كربيد السيليكون. وعندما تستمر درجة حرارة التخليق في الارتفاع من 2100 درجة مئوية، لا يتغير حجم الجسيمات بشكل ملحوظ. لذا، عند ضبط درجة حرارة التخليق على 2100 درجة مئوية، يمكن تخليق جسيمات أكبر حجماً باستهلاك طاقة أقل.

 

2.1.2 وقت التركيب

تبقى ظروف العملية الأخرى دون تغيير، ويُضبط زمن التخليق على 4 ساعات و8 ساعات و12 ساعة على التوالي. يوضح الشكل 2 تحليل عينات مسحوق كربيد السيليكون الناتج. وقد وُجد أن زمن التخليق يؤثر بشكل كبير على حجم جسيمات كربيد السيليكون. فعندما يكون زمن التخليق 4 ساعات، يتوزع حجم الجسيمات بشكل رئيسي حول 200 ميكرومتر؛ وعندما يكون زمن التخليق 8 ساعات، يزداد حجم الجسيمات المُصنّعة بشكل ملحوظ، ويتوزع بشكل رئيسي حول 1000 ميكرومتر؛ ومع استمرار زيادة زمن التخليق، يزداد حجم الجسيمات أكثر، ويتوزع بشكل رئيسي حول 2000 ميكرومتر.

 

2.1.3 تأثير حجم جسيمات المواد الخام

مع التحسن التدريجي لسلسلة إنتاج مواد السيليكون المحلية، تتحسن نقاوة هذه المواد بشكل ملحوظ. حاليًا، تُصنف مواد السيليكون المستخدمة في التصنيع بشكل رئيسي إلى سيليكون حبيبي وسيليكون مسحوق، كما هو موضح في الشكل 3.

استُخدمت مواد خام سيليكونية مختلفة لإجراء تجارب تصنيع كربيد السيليكون. يوضح الشكل 4 مقارنة المنتجات المصنعة. يُشير التحليل إلى أنه عند استخدام السيليكون الكتلي كمادة خام، توجد كمية كبيرة من عنصر السيليكون في المنتج. بعد سحق كتلة السيليكون للمرة الثانية، تنخفض كمية السيليكون في المنتج بشكل ملحوظ، لكنها تبقى موجودة. في النهاية، عند استخدام مسحوق السيليكون في التصنيع، لا يوجد في المنتج سوى كربيد السيليكون. يعود ذلك إلى أن السيليكون الحبيبي كبير الحجم يحتاج في عملية الإنتاج إلى الخضوع لتفاعل تصنيع سطحي أولًا، حيث يُصنّع كربيد السيليكون على السطح، مما يمنع مسحوق السيليكون الداخلي من الاندماج مع مسحوق الكربون. لذلك، عند استخدام السيليكون الكتلي كمادة خام، يجب سحقه ثم إخضاعه لعملية تصنيع ثانوية للحصول على مسحوق كربيد السيليكون اللازم لنمو البلورات.

 

2.2 التحكم في شكل بلورات المسحوق

 

2.2.1 تأثير درجة حرارة التخليق

مع الحفاظ على ثبات ظروف العملية الأخرى، تم ضبط درجة حرارة التخليق على 1500 درجة مئوية، و1700 درجة مئوية، و1900 درجة مئوية، و2100 درجة مئوية، ثم أُخذت عينات من مسحوق كربيد السيليكون الناتج وحُللت. كما هو موضح في الشكل 5، يتميز كربيد السيليكون بيتا بلون أصفر ترابي، بينما يتميز كربيد السيليكون ألفا بلون أفتح. من خلال ملاحظة لون وشكل المسحوق المُصنّع، يمكن تحديد أن المنتج المُصنّع هو كربيد السيليكون بيتا عند درجتي حرارة 1500 درجة مئوية و1700 درجة مئوية. عند 1900 درجة مئوية، يصبح اللون أفتح، وتظهر جزيئات سداسية الشكل، مما يشير إلى أنه بعد ارتفاع درجة الحرارة إلى 1900 درجة مئوية، يحدث تحول طوري، ويتحول جزء من كربيد السيليكون بيتا إلى كربيد السيليكون ألفا. عندما تستمر درجة الحرارة في الارتفاع إلى 2100 درجة مئوية، يتبين أن الجسيمات المصنعة شفافة، وأن α-SiC قد تحول بشكل أساسي.

 

2.2.2 تأثير وقت التخليق

تبقى ظروف العملية الأخرى دون تغيير، ويُضبط زمن التخليق على 4 ساعات و8 ساعات و12 ساعة على التوالي. تُؤخذ عينة من مسحوق كربيد السيليكون الناتج وتُحلل باستخدام مطياف حيود الأشعة السينية (XRD). تُظهر النتائج في الشكل 6 أن زمن التخليق يؤثر بشكل ملحوظ على المنتج المُصنّع من مسحوق كربيد السيليكون. فعندما يكون زمن التخليق 4 ساعات و8 ساعات، يكون المنتج المُصنّع في الغالب من نوع 6H-SiC؛ أما عندما يكون زمن التخليق 12 ساعة، فيظهر نوع 15R-SiC في المنتج.

 

2.2.3 تأثير نسبة المواد الخام

تبقى العمليات الأخرى دون تغيير، ويتم تحليل كمية المواد السيليكونية الكربونية، وتكون النسب 1.00 و1.05 و1.10 و1.15 على التوالي لتجارب التخليق. وتظهر النتائج في الشكل 7.

من خلال تحليل طيف حيود الأشعة السينية، يتضح أنه عندما تتجاوز نسبة السيليكون إلى الكربون 1.05، يظهر فائض من السيليكون في المنتج، وعندما تقل هذه النسبة عن 1.05، يظهر فائض من الكربون. وعندما تكون نسبة السيليكون إلى الكربون 1.05، يُزال الكربون الحر من المنتج المُصنّع بشكل أساسي، ولا يظهر أي سيليكون حر. لذا، يجب أن تكون نسبة السيليكون إلى الكربون 1.05 لتصنيع كربيد السيليكون عالي النقاوة.

 

2.3 التحكم في انخفاض محتوى النيتروجين في المسحوق

2.3.1 المواد الخام الاصطناعية

المواد الخام المستخدمة في هذه التجربة هي مسحوق الكربون عالي النقاوة ومسحوق السيليكون عالي النقاوة بقطر متوسط ​​يبلغ 20 ميكرومترًا. نظرًا لصغر حجم جسيماتها وكبر مساحة سطحها النوعية، فإنها تمتص النيتروجين (N2) من الهواء بسهولة. أثناء عملية تصنيع المسحوق، يتحول إلى شكل بلوري. ولنمو بلورات من النوع N، يؤدي التوزيع غير المتجانس للنيتروجين في المسحوق إلى تفاوت في مقاومة البلورة، بل وحتى تغيرات في شكلها. يكون محتوى النيتروجين في المسحوق المُصنّع منخفضًا بشكل ملحوظ بعد إضافة الهيدروجين، وذلك لصغر حجم جزيئات الهيدروجين. عند تسخين النيتروجين الممتص في مسحوق الكربون ومسحوق السيليكون وتحلله من السطح، ينتشر الهيدروجين (H2) بالكامل في الفراغات بين المسحوقين، ليحل محل النيتروجين، بينما يتسرب النيتروجين من البوتقة أثناء عملية التفريغ، محققًا بذلك هدف إزالة النيتروجين.

 

2.3.2 عملية التخليق

أثناء عملية تصنيع مسحوق كربيد السيليكون، ونظرًا لتشابه نصف قطر ذرات الكربون والنيتروجين، يحل النيتروجين محل فراغات الكربون في كربيد السيليكون، مما يزيد من محتواه. تعتمد هذه العملية التجريبية على إدخال غاز الهيدروجين (H2)، الذي يتفاعل مع عنصري الكربون والسيليكون في بوتقة التصنيع لإنتاج غازات C2H2 وC2H وSiH. يزداد محتوى عنصر الكربون عبر انتقال الغاز، مما يقلل من فراغات الكربون، وبالتالي يتحقق الهدف من إزالة النيتروجين.

 

2.3.3 التحكم في محتوى النيتروجين في خلفية العملية

يمكن استخدام بوتقات الجرافيت ذات المسامية العالية كمصادر إضافية للكربون لامتصاص بخار السيليكون في مكونات الطور الغازي، وتقليل السيليكون فيها، وبالتالي زيادة نسبة الكربون إلى السيليكون. في الوقت نفسه، تتفاعل بوتقات الجرافيت مع جو السيليكون لتكوين Si₂C وSiC₂ وSiC، وهو ما يعادل جلب مصدر الكربون من بوتقة الجرافيت إلى جو النمو، مما يزيد نسبة الكربون، وبالتالي نسبة الكربون إلى السيليكون. لذلك، يمكن زيادة نسبة الكربون إلى السيليكون باستخدام بوتقات الجرافيت ذات المسامية العالية، مما يقلل من فراغات الكربون، ويحقق الغرض من إزالة النيتروجين.

 

3. تحليل وتصميم عملية تصنيع مسحوق البلورة الأحادية

 

3.1 مبدأ وتصميم عملية التركيب

من خلال الدراسة الشاملة المذكورة أعلاه حول التحكم في حجم الجسيمات، والشكل البلوري، ومحتوى النيتروجين في عملية تصنيع المسحوق، تم اقتراح عملية تصنيع. تم اختيار مسحوق الكربون عالي النقاوة ومسحوق السيليكون، وتم خلطهما بالتساوي ووضعهما في بوتقة من الجرافيت بنسبة سيليكون إلى كربون تبلغ 1.05. تنقسم خطوات العملية بشكل أساسي إلى أربع مراحل:
1) عملية إزالة النيتروجين عند درجة حرارة منخفضة، حيث يتم تفريغ الهواء إلى ضغط 5×10⁻⁴ باسكال، ثم يُضخ الهيدروجين، مما يجعل ضغط الحجرة حوالي 80 كيلو باسكال، ويُحافظ على هذا الضغط لمدة 15 دقيقة، وتُكرر العملية أربع مرات. تُزيل هذه العملية النيتروجين من سطح مسحوق الكربون ومسحوق السيليكون.
٢) عملية إزالة النيتروجين بدرجة حرارة عالية: يتم فيها تفريغ الهواء إلى ٥×١٠⁻⁴ باسكال، ثم تسخينه إلى ٩٥٠ درجة مئوية، ثم إدخال الهيدروجين، ليصل ضغط الحجرة إلى حوالي ٨٠ كيلو باسكال، مع الحفاظ على هذه الدرجة لمدة ١٥ دقيقة، وتُكرر العملية أربع مرات. تُزيل هذه العملية النيتروجين من سطح مسحوق الكربون ومسحوق السيليكون، وتُوجه النيتروجين في المجال الحراري.
3) عملية التخليق في الطور ذي درجة الحرارة المنخفضة: يتم تفريغ الهواء إلى 5×10⁻⁴ باسكال، ثم تسخينه إلى 1350 درجة مئوية، ويُحفظ عند هذه الدرجة لمدة 12 ساعة، ثم يُضخ الهيدروجين لرفع ضغط الحجرة إلى حوالي 80 كيلو باسكال، ويُحفظ عند هذه الدرجة لمدة ساعة واحدة. تُزيل هذه العملية النيتروجين المتطاير أثناء عملية التخليق.
٤) عملية التخليق في درجات حرارة عالية: يُملأ الحجرة بمزيج من غاز الهيدروجين والأرجون عالي النقاء بنسبة تدفق حجمي محددة، ويُضبط ضغط الحجرة على حوالي ٨٠ كيلو باسكال، ثم تُرفع درجة الحرارة إلى ٢١٠٠ درجة مئوية، وتُحافظ على هذه الدرجة لمدة ١٠ ساعات. تُكمل هذه العملية تحويل مسحوق كربيد السيليكون من β-SiC إلى α-SiC، وتُكمل نمو الجسيمات البلورية.
وأخيرًا، انتظر حتى تبرد درجة حرارة الحجرة إلى درجة حرارة الغرفة، ثم املأها حتى تصل إلى الضغط الجوي، وأخرج المسحوق.

 

3.2 عملية المعالجة اللاحقة للمسحوق

بعد تصنيع المسحوق وفقًا للعملية المذكورة أعلاه، يجب معالجته لاحقًا لإزالة الكربون الحر والسيليكون والشوائب المعدنية الأخرى، وفرز حجم الجسيمات. في البداية، يُوضع المسحوق المُصنّع في مطحنة كروية للطحن، ثم يُوضع مسحوق كربيد السيليكون المطحون في فرن كهربائي ويُسخّن إلى 450 درجة مئوية باستخدام الأكسجين. يتأكسد الكربون الحر الموجود في المسحوق بفعل الحرارة، مُنتجًا غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يتسرب من الفرن، وبذلك تتم إزالة الكربون الحر. بعد ذلك، يُحضّر سائل تنظيف حمضي ويُوضع في آلة تنظيف جسيمات كربيد السيليكون لإزالة الكربون والسيليكون والشوائب المعدنية المتبقية التي تولدت أثناء عملية التصنيع. ثم يُغسل الحمض المتبقي بالماء النقي ويُجفف. يُفرز المسحوق المجفف في منخل اهتزازي لاختيار حجم الجسيمات المناسب لنمو البلورات.