પીવીટી પદ્ધતિ, જેનું પૂરું નામ ભૌતિક વરાળ પરિવહન છે, તે સિલિકોન કાર્બાઇડ ઉગાડવા માટેની એક સામાન્ય પદ્ધતિ છે (સી.આઈ.સી.)ઉચ્ચ તાપમાન અને ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ સ્ફટિકો. તેનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત એ છે કે સિલિકોન કાર્બાઇડ પાવડરને 2300℃ થી વધુ તાપમાને અને શૂન્યાવકાશની નજીકના ઓછા દબાણવાળા વાતાવરણમાં ઉત્પ્રેરકતા સુધી ગરમ કરવામાં આવે, જેનાથી Si, Si2C અને SiC2 જેવા વાયુ ઘટકો ધરાવતો પ્રતિક્રિયા ગેસ બને છે. ઘન-તબક્કા ઉત્પ્રેરકતા પ્રતિક્રિયા દ્વારા રચાયેલા Si અને C ઘટકોના વિવિધ ગેસ-તબક્કા આંશિક દબાણને કારણે, Si/C સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક ગુણોત્તર થર્મલ ક્ષેત્ર વિતરણ સાથે બદલાય છે. તેથી, ગેસ-તબક્કા ઘટકોના વિતરણ અને પરિવહનને નિયંત્રિત કરવું જરૂરી છે જેથી ખાતરી કરી શકાય કે તેઓ વૃદ્ધિ ચેમ્બરમાં ચોક્કસ સ્ફટિકીકરણ સ્થાનો સુધી પહોંચે છે.
અવ્યવસ્થિત ગેસ-ફેઝ સ્ફટિકીકરણને પોલીક્રિસ્ટલાઇન સિલિકોન કાર્બાઇડ બનતા અટકાવવા માટે, સિલિકોન કાર્બાઇડ બીજ સ્ફટિકો વૃદ્ધિ ચેમ્બરની ટોચ પર સેટ કરવામાં આવે છે. ગેસ-ફેઝ સુપરસેચ્યુરેશનની ગતિ હેઠળ, ગેસ-ફેઝ ઘટકો બીજ સ્ફટિકની સપાટી પર જમા થશે અને સિલિકોન કાર્બાઇડ સિંગલ સ્ફટિકો બનાવશે. સમગ્ર પ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયા બંધ વૃદ્ધિ ચેમ્બરમાં થાય છે, જ્યાં પ્રતિક્રિયા પ્રણાલીના તમામ પરિમાણો એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે. વૃદ્ધિની સ્થિતિમાં કોઈપણ વધઘટ સિંગલ સ્ફટિક વૃદ્ધિની સ્થિરતાને અસર કરશે.
વધુમાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ સિંગલ સ્ફટિકોના સ્ફટિક દિશાના સંદર્ભમાં વિવિધ ક્લોઝ-પેક્ડ માળખાં વિવિધ અણુ જોડાણ અને બંધન પદ્ધતિઓ તરફ દોરી જાય છે, આમ સિલિકોન કાર્બાઇડ આઇસોમર્સના 200 થી વધુ સ્ફટિક સ્વરૂપો બનાવે છે. વિવિધ સ્ફટિક સ્વરૂપો વચ્ચે ઊર્જા રૂપાંતર અવરોધ અત્યંત ઓછો છે, તેથી PVT સિંગલ સ્ફટિક વૃદ્ધિ પ્રણાલીમાં સ્ફટિક સ્વરૂપ પરિવર્તન થવાની સંભાવના ખૂબ જ ઓછી છે, જેના પરિણામે અવ્યવસ્થિત લક્ષ્ય સ્ફટિક સ્વરૂપો અને વિવિધ સ્ફટિકીકરણ ખામીઓ થાય છે. તેથી, સ્ફટિક સ્વરૂપ અને સ્ફટિક પિંડના વિવિધ ખામીઓ શોધવા માટે સમર્પિત નિરીક્ષણ સાધનોનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે.
સિલિકોન કાર્બાઇડની તૈયારી પ્રક્રિયામાં અત્યંત ઊંચી આવશ્યકતાઓ હોય છે, જે મુખ્યત્વે નીચેના પાસાઓમાં પ્રગટ થાય છે:
- સિલિકોન કાર્બાઇડ પાવડરની સંશ્લેષણ પ્રક્રિયામાં ઘણી પર્યાવરણીય અશુદ્ધિઓ હોય છે, જેના કારણે ઉચ્ચ-શુદ્ધતા પાવડર મેળવવાનું મુશ્કેલ બને છે. પ્રતિક્રિયા સ્ત્રોત તરીકે સિલિકોન પાવડર અને કાર્બન પાવડર વચ્ચેની અપૂર્ણ પ્રતિક્રિયા Si/C ગુણોત્તરમાં અસંતુલન પેદા કરે છે. સંશ્લેષણ પછી સિલિકોન કાર્બાઇડ પાવડરના સ્ફટિક સ્વરૂપ અને કણોનું કદ નિયંત્રિત કરવું મુશ્કેલ છે.
- 2300℃ થી ઉપર અને શૂન્યાવકાશની નજીક ઊંચા તાપમાનની સ્થિતિમાં, સિલિકોન કાર્બાઇડ બંધ ગ્રેફાઇટ ચેમ્બરમાં "સોલિડ-ગેસ-સોલિડ" રૂપાંતર અને પુનઃસ્થાપન પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં લાંબો વિકાસ ચક્ર હોય છે, તેને નિયંત્રિત કરવું મુશ્કેલ હોય છે, અને તેમાં માઇક્રોટ્યુબ્યુલ્સ અને સમાવેશ જેવા ખામીઓ થવાની સંભાવના હોય છે.
- સિલિકોન કાર્બાઇડમાં 200 થી વધુ વિવિધ સ્ફટિક સ્વરૂપોનો સમાવેશ થાય છે, પરંતુ ઉત્પાદન માટે સામાન્ય રીતે ફક્ત એક જ સ્ફટિક સ્વરૂપની જરૂર પડે છે. વૃદ્ધિ પ્રક્રિયા દરમિયાન, સ્ફટિક સ્વરૂપનું પરિવર્તન થવાની સંભાવના હોય છે, જેના પરિણામે બહુવિધ સમાવેશ ખામીઓ થાય છે. તૈયારી પ્રક્રિયા દરમિયાન, એક ચોક્કસ સ્ફટિક સ્વરૂપને સ્થિર રીતે નિયંત્રિત કરવું મુશ્કેલ છે, અને વિવિધ સ્ફટિક સ્વરૂપો વચ્ચે ઊર્જા રૂપાંતર અવરોધ અત્યંત ઓછો છે, જે નિયંત્રણની મુશ્કેલીમાં વધારો કરે છે. આ સમયગાળા દરમિયાન પરિમાણ નિયંત્રણ અને સંબંધિત સંશોધન માટે વિશાળ R&D ખર્ચની જરૂર પડે છે, જે સુસંગત સિલિકોન કાર્બાઇડની ઊંચી કિંમતનું એક કારણ પણ છે.
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-03-2025