Tam adı Fiziki Buxar Nəqli olan PVT metodu, silikon karbid yetişdirmək üçün geniş yayılmış bir üsuldur (SiC) yüksək temperatur və yüksək təzyiq altında kristallar. Əsas prinsipi silikon karbid tozunu 2300℃-dən yuxarı temperaturda və vakuuma yaxın aşağı təzyiqli mühitdə sublimasiyaya qədər qızdırmaq və Si, Si2C və SiC2 kimi qazlı komponentləri ehtiva edən reaksiya qazı yaratmaqdır. Bərk fazalı sublimasiya reaksiyası nəticəsində əmələ gələn Si və C komponentlərinin fərqli qaz fazalı parsial təzyiqlərinə görə Si/C stexiometrik nisbəti istilik sahəsinin paylanması ilə dəyişir. Buna görə də, qaz fazalı komponentlərin böyümə kamerasında xüsusi kristallaşma mövqelərinə çatmasını təmin etmək üçün onların paylanmasına və daşınmasına nəzarət etmək lazımdır.
Qaz fazalı kristallaşmanın polikristal silikon karbid əmələ gətirməsinin qarşısını almaq üçün silikon karbid toxum kristalları böyümə kamerasının yuxarı hissəsinə yerləşdirilir. Qaz fazalı superdoyma təsiri altında qaz fazalı komponentlər toxum kristalının səthinə çökərək silikon karbid tək kristallarını əmələ gətirəcək. Bütün reaksiya prosesi reaksiya sisteminin bütün parametrlərinin bir-biri ilə əlaqəli olduğu qapalı böyümə kamerasında baş verir. Böyümə şəraitindəki hər hansı bir dalğalanma tək kristal böyüməsinin sabitliyinə təsir göstərəcək.
Bundan əlavə, kristal istiqaməti baxımından silikon karbid tək kristallarının fərqli sıx qablaşdırılmış strukturları müxtəlif atom bağlantısı və bağlanma üsullarına səbəb olur və beləliklə, 200-dən çox silikon karbid izomerinin kristal formasını əmələ gətirir. Müxtəlif kristal formaları arasındakı enerji çevrilmə maneəsi olduqca aşağıdır, buna görə də PVT tək kristal böyümə sistemində kristal formasının transformasiyası baş vermə ehtimalı çox yüksəkdir ki, bu da hədəf kristal formalarının nizamsızlığına və müxtəlif kristallaşma qüsurlarına səbəb olur. Buna görə də, kristal formasını və kristal külçəsinin müxtəlif qüsurlarını aşkar etmək üçün xüsusi yoxlama avadanlıqlarından istifadə etmək lazımdır.
Silikon karbidin hazırlanması prosesi son dərəcə yüksək tələblərə malikdir və əsasən aşağıdakı aspektlərdə özünü göstərir:
- Silikon karbid tozunun sintez prosesində bir çox ətraf mühit çirkləri mövcuddur ki, bu da yüksək təmizlikli toz əldə etməyi çətinləşdirir. Reaksiya mənbəyi kimi silikon tozu ilə karbon tozu arasındakı natamam reaksiya Si/C nisbətində balanssızlığa səbəb olur. Sintezdən sonra silikon karbid tozunun kristal formasına və hissəcik ölçüsünə nəzarət etmək çətindir.
- 2300℃-dən yuxarı yüksək temperatur və vakuuma yaxın şəraitdə silikon karbid qapalı qrafit kamerasında "bərk-qaz-bərk" çevrilməsi və yenidən kristallaşma prosesindən keçir. Bu proses uzun bir böyümə dövrünə malikdir, idarə etmək çətindir və mikrotübüllər və daxilolmalar kimi qüsurlara meyllidir.
- Silisium karbidi 200-dən çox müxtəlif kristal formasını ehtiva edir, lakin istehsal adətən yalnız bir kristal formasını tələb edir. Böyümə prosesi zamanı kristal formasının transformasiyası baş verməyə meyllidir və bu da çoxnövlü daxilolma qüsurlarına səbəb olur. Hazırlıq prosesi zamanı tək bir spesifik kristal formasını sabit şəkildə idarə etmək çətindir və müxtəlif kristal formaları arasındakı enerji çevrilmə maneəsi olduqca aşağıdır ki, bu da nəzarətin çətinliyini artırır. Bu dövrdə parametr nəzarəti və əlaqəli tədqiqatlar böyük tədqiqat və inkişaf xərcləri tələb edir ki, bu da uyğun silisium karbidin yüksək qiymətinin səbəblərindən biridir.
Yazı vaxtı: 03 İyul 2025