PVT metodoa, izen osoa Lurrun Garraio Fisikoa duena, silizio karburoa hazteko metodo ohikoa da (SiC)kristalak tenperatura eta presio altuetan. Bere oinarrizko printzipioa silizio karburo hautsa sublimaziora berotzea da 2300 ℃-tik gorako tenperaturan eta hutsetik gertu dagoen presio baxuko ingurune batean, Si, Si2C eta SiC2 bezalako osagai gaseosoak dituen erreakzio-gas bat sortuz. Sublimazio-erreakzio solidoak sortutako Si eta C osagaien fase gaseosoko presio partzial desberdinak direla eta, Si/C erlazio estekiometrikoa eremu termikoaren banaketaren arabera aldatzen da. Hori dela eta, beharrezkoa da fase gaseosoko osagaien banaketa eta garraioa kontrolatzea hazkuntza-ganberako kristalizazio-posizio espezifikoetara iristen direla ziurtatzeko.
Kristalizazio gaseoso desordenatuak silizio karburo polikristalinoa eratzea saihesteko, silizio karburo hazi-kristalak hazkuntza-ganberaren goialdean jartzen dira. Gas-faseko gainsaturazioaren bultzadapean, gas-faseko osagaiak hazi-kristalaren gainazalean metatuko dira silizio karburo monokristalak eratzeko. Erreakzio-prozesu osoa hazkuntza-ganbera itxi batean gertatzen da, non erreakzio-sistemaren parametro guztiak elkarren artean akoplatuta dauden. Hazkuntza-baldintzetan edozein gorabeherak kristal monokristalaren hazkuntzaren egonkortasunean eragina izango du.
Gainera, silizio karburozko kristal bakarreko egitura trinkotu desberdinek, kristal-orientazioari dagokionez, hainbat lotura eta lotura atomiko metodo sortzen dituzte, eta horrela, silizio karburozko isomeroen 200 kristal-forma baino gehiago eratzen dira. Kristal-forma desberdinen arteko energia-bihurketa-hesia oso baxua da, beraz, kristal-formaren eraldaketa oso litekeena da PVT kristal bakarreko hazkuntza-sisteman gertatzea, eta horrek kristal-forma desordenatuak eta hainbat kristalizazio-akats sortuko ditu. Hori dela eta, ikuskapen-ekipo espezifikoak erabili behar dira kristal-lingotearen kristal-forma eta hainbat akats detektatzeko.
Silizio karburoaren prestaketa-prozesuak eskakizun oso altuak ditu, batez ere alderdi hauetan agertzen direnak:
- Silizio karburo hautsaren sintesi prozesuan ingurumen-ezpurutasun asko daude, eta horrek zaildu egiten du purutasun handiko hautsa lortzea. Silizio hautsaren eta karbono hautsaren arteko erreakzio osatugabeak Si/C erlazioan desoreka eragin dezake. Silizio karburo hautsaren kristal forma eta partikula tamaina kontrolatzea zaila da sintesiaren ondoren.
- 2300 ℃-tik gorako tenperatura altuetan eta hutsunetik gertu, silizio karburoak "solido-gas-solido" eraldaketa eta birkristalizazio prozesu bat jasaten du grafito ganbera itxi batean. Prozesu honek hazkuntza-ziklo luzea du, zaila da kontrolatzen eta mikrotubuluak eta inklusioak bezalako akatsak izateko joera du.
- Silizio karburoak 200 kristal forma baino gehiago ditu, baina ekoizpenak normalean kristal forma bakarra behar du. Hazkuntza prozesuan, kristal formaren eraldaketa gertatzeko joera du, eta horrek inklusio akatsak sortzen ditu. Prestaketa prozesuan, zaila da kristal forma espezifiko bakarra modu egonkorrean kontrolatzea, eta kristal forma desberdinen arteko energia-bihurketa hesia oso baxua da, eta horrek kontrolaren zailtasuna areagotzen du. Aldi honetako parametroen kontrolak eta ikerketa erlazionatuak I+G kostu handiak behar dituzte, eta hori da, halaber, silizio karburo konplientearen kostu handiaren arrazoietako bat.
Argitaratze data: 2025eko uztailak 3