আবিষ্কারের পর থেকে, সিলিকন কার্বাইড ব্যাপক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। সিলিকন কার্বাইড অর্ধেক Si পরমাণু এবং অর্ধেক C পরমাণু দ্বারা গঠিত, যা sp3 হাইব্রিড অরবিটাল ভাগ করে ইলেকট্রন জোড়ার মাধ্যমে সমযোজী বন্ধন দ্বারা সংযুক্ত। এর একক স্ফটিকের মৌলিক কাঠামোগত এককটিতে, চারটি Si পরমাণু একটি নিয়মিত টেট্রাহেড্রাল কাঠামোতে সাজানো থাকে এবং C পরমাণু নিয়মিত টেট্রাহেড্রনের কেন্দ্রে অবস্থিত। বিপরীতে, Si পরমাণুকে টেট্রাহেড্রনের কেন্দ্র হিসাবেও বিবেচনা করা যেতে পারে, যার ফলে SiC4 বা CSi4 তৈরি হয়। টেট্রাহেড্রাল কাঠামো। SiC-তে সহযোজী বন্ধন অত্যন্ত আয়নিক, এবং সিলিকন-কার্বন বন্ধন শক্তি খুব বেশি, প্রায় 4.47eV। কম স্ট্যাকিং ফল্ট শক্তির কারণে, সিলিকন কার্বাইড স্ফটিকগুলি বৃদ্ধি প্রক্রিয়ার সময় সহজেই বিভিন্ন পলিটাইপ তৈরি করে। 200 টিরও বেশি পরিচিত পলিটাইপ রয়েছে, যা তিনটি প্রধান বিভাগে ভাগ করা যেতে পারে: ঘনক, ষড়ভুজ এবং ত্রিভুজ।
বর্তমানে, SiC স্ফটিকের প্রধান বৃদ্ধি পদ্ধতির মধ্যে রয়েছে ভৌত বাষ্প পরিবহন পদ্ধতি (PVT পদ্ধতি), উচ্চ তাপমাত্রার রাসায়নিক বাষ্প জমা (HTCVD পদ্ধতি), তরল পর্যায় পদ্ধতি ইত্যাদি। এর মধ্যে, PVT পদ্ধতিটি আরও পরিপক্ক এবং শিল্প ব্যাপক উৎপাদনের জন্য আরও উপযুক্ত।
তথাকথিত PVT পদ্ধতি বলতে বোঝায় ক্রুসিবলের উপরে SiC বীজ স্ফটিক স্থাপন করা এবং ক্রুসিবলের নীচে কাঁচামাল হিসেবে SiC পাউডার স্থাপন করা। উচ্চ তাপমাত্রা এবং নিম্নচাপের একটি বদ্ধ পরিবেশে, তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট এবং ঘনত্বের পার্থক্যের প্রভাবে SiC পাউডার সাবলিমেট হয় এবং উপরের দিকে চলে যায়। বীজ স্ফটিকের কাছাকাছি স্থানান্তরিত করার এবং তারপর একটি অতিসম্পৃক্ত অবস্থায় পৌঁছানোর পরে এটিকে পুনরায় স্ফটিকীকরণ করার একটি পদ্ধতি। এই পদ্ধতিটি SiC স্ফটিকের আকার এবং নির্দিষ্ট স্ফটিক আকারের নিয়ন্ত্রণযোগ্য বৃদ্ধি অর্জন করতে পারে।
তবে, দীর্ঘমেয়াদী বৃদ্ধির প্রক্রিয়ায় PVT পদ্ধতি ব্যবহার করে SiC স্ফটিক বৃদ্ধির জন্য সর্বদা উপযুক্ত বৃদ্ধির অবস্থা বজায় রাখা প্রয়োজন, অন্যথায় এটি জালির ব্যাধির দিকে পরিচালিত করবে, ফলে স্ফটিকের গুণমান প্রভাবিত হবে। তবে, SiC স্ফটিকের বৃদ্ধি একটি বদ্ধ স্থানে সম্পন্ন হয়। কার্যকর পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি খুব কম এবং অনেক পরিবর্তনশীল, তাই প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন।
PVT পদ্ধতিতে SiC স্ফটিক বৃদ্ধির প্রক্রিয়ায়, ধাপে ধাপে প্রবাহ বৃদ্ধি মোড (ধাপে ধাপে বৃদ্ধি) কে একক স্ফটিক ফর্মের স্থিতিশীল বৃদ্ধির প্রধান প্রক্রিয়া হিসাবে বিবেচনা করা হয়।
বাষ্পীভূত Si পরমাণু এবং C পরমাণুগুলি অগ্রাধিকারমূলকভাবে স্ফটিক পৃষ্ঠের পরমাণুর সাথে কিঙ্ক পয়েন্টে বন্ধন করবে, যেখানে তারা নিউক্লিয়েট হবে এবং বৃদ্ধি পাবে, যার ফলে প্রতিটি ধাপ সমান্তরালভাবে সামনের দিকে প্রবাহিত হবে। যখন স্ফটিক পৃষ্ঠের ধাপের প্রস্থ অ্যাডাটমগুলির বিস্তার মুক্ত পথকে ছাড়িয়ে যায়, তখন প্রচুর সংখ্যক অ্যাডাটম একত্রিত হতে পারে এবং গঠিত দ্বি-মাত্রিক দ্বীপের মতো বৃদ্ধি মোড ধাপ প্রবাহ বৃদ্ধি মোডকে ধ্বংস করবে, যার ফলে 4H স্ফটিক কাঠামোর তথ্য নষ্ট হবে, যার ফলে একাধিক ত্রুটি দেখা দেবে। অতএব, প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির সমন্বয়কে পৃষ্ঠের ধাপ কাঠামোর নিয়ন্ত্রণ অর্জন করতে হবে, যার ফলে পলিমরফিক ত্রুটির প্রজন্ম দমন করা হবে, একটি একক স্ফটিক ফর্ম প্রাপ্তির উদ্দেশ্য অর্জন করা হবে এবং শেষ পর্যন্ত উচ্চ-মানের স্ফটিক প্রস্তুত করা হবে।
প্রাচীনতম বিকশিত SiC স্ফটিক বৃদ্ধি পদ্ধতি হিসেবে, ভৌত বাষ্প পরিবহন পদ্ধতি বর্তমানে SiC স্ফটিক বৃদ্ধির জন্য সবচেয়ে মূলধারার বৃদ্ধি পদ্ধতি। অন্যান্য পদ্ধতির তুলনায়, এই পদ্ধতিতে বৃদ্ধি সরঞ্জামের জন্য কম প্রয়োজনীয়তা, একটি সহজ বৃদ্ধি প্রক্রিয়া, শক্তিশালী নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা, তুলনামূলকভাবে পুঙ্খানুপুঙ্খ উন্নয়ন গবেষণা রয়েছে এবং ইতিমধ্যেই শিল্প প্রয়োগ অর্জন করেছে। HTCVD পদ্ধতির সুবিধা হল এটি পরিবাহী (n, p) এবং উচ্চ-বিশুদ্ধতা আধা-অন্তরক ওয়েফার বৃদ্ধি করতে পারে এবং ডোপিং ঘনত্ব নিয়ন্ত্রণ করতে পারে যাতে ওয়েফারে ক্যারিয়ার ঘনত্ব 3×1013~5×1019/cm3 এর মধ্যে স্থায়ী হয়। অসুবিধাগুলি হল উচ্চ প্রযুক্তিগত থ্রেশহোল্ড এবং কম বাজার শেয়ার। তরল-পর্যায়ের SiC স্ফটিক বৃদ্ধি প্রযুক্তি পরিপক্ক হওয়ার সাথে সাথে, এটি ভবিষ্যতে সমগ্র SiC শিল্পকে এগিয়ে নেওয়ার ক্ষেত্রে দুর্দান্ত সম্ভাবনা দেখাবে এবং SiC স্ফটিক বৃদ্ধিতে একটি নতুন যুগান্তকারী বিন্দু হওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে।
পোস্টের সময়: এপ্রিল-১৬-২০২৪