ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3 មានបច្ចេកទេសលេចធ្លោចំនួនបីដែលមានគោលបំណងផ្តល់នូវគ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ដែលមានគុណភាពខ្ពស់ និងប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់៖ ការបំបែកដំណាក់កាលរាវ (LPE) ការដឹកជញ្ជូនចំហាយទឹករូបវន្ត (PVT) និងការបំបែកចំហាយគីមីសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (HTCVD)។ PVT គឺជាដំណើរការដែលបានបង្កើតឡើងយ៉ាងល្អសម្រាប់ផលិតគ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងក្រុមហ៊ុនផលិតបន្ទះ wafer ធំៗ។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដំណើរការទាំងបីនេះកំពុងវិវឌ្ឍ និងច្នៃប្រឌិតយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ វាមិនទាន់អាចកំណត់បានថាដំណើរការណាដែលនឹងត្រូវបានអនុម័តយ៉ាងទូលំទូលាយនាពេលអនាគតនៅឡើយទេ។ ជាពិសេស គ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ដែលមានគុណភាពខ្ពស់ដែលផលិតដោយការលូតលាស់ដំណោះស្រាយក្នុងអត្រាគួរឱ្យកត់សម្គាល់ត្រូវបានរាយការណ៍ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ការលូតលាស់ SiC ភាគច្រើននៅក្នុងដំណាក់កាលរាវតម្រូវឱ្យមានសីតុណ្ហភាពទាបជាងដំណើរការ sublimation ឬ deposition ហើយវាបង្ហាញពីឧត្តមភាពក្នុងការផលិតស្រទាប់ខាងក្រោម SiC ប្រភេទ P (តារាងទី 3) [33, 34]។
រូបភាពទី 3: គ្រោងការណ៍នៃបច្ចេកទេសលូតលាស់គ្រីស្តាល់ SiC តែមួយលេចធ្លោបី៖ (ក) epitaxy ដំណាក់កាលរាវ; (ខ) ការដឹកជញ្ជូនចំហាយទឹករូបវន្ត; (គ) ការដាក់ចំហាយគីមីសីតុណ្ហភាពខ្ពស់
តារាងទី 3: ការប្រៀបធៀប LPE, PVT និង HTCVD សម្រាប់ការដាំដុះគ្រីស្តាល់តែមួយ SiC [33, 34]
ការលូតលាស់សូលុយស្យុងគឺជាបច្ចេកវិទ្យាស្តង់ដារសម្រាប់រៀបចំស៊ីមីកុងដុកទ័រសមាសធាតុ [36]។ ចាប់តាំងពីទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 អ្នកស្រាវជ្រាវបានព្យាយាមអភិវឌ្ឍគ្រីស្តាល់នៅក្នុងសូលុយស្យុង [37]។ នៅពេលដែលបច្ចេកវិទ្យាត្រូវបានអភិវឌ្ឍ ភាពឆ្អែតលើសនៃផ្ទៃលូតលាស់អាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងយ៉ាងល្អ ដែលធ្វើឱ្យវិធីសាស្ត្រសូលុយស្យុងក្លាយជាបច្ចេកវិទ្យាដ៏ជោគជ័យសម្រាប់ការទទួលបានដុំគ្រីស្តាល់តែមួយដែលមានគុណភាពខ្ពស់។
ចំពោះការលូតលាស់នៃដំណោះស្រាយនៃគ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ប្រភព Si បានមកពី Si រលាយសុទ្ធខ្ពស់ ខណៈពេលដែលចង្ក្រានក្រាហ្វីតបម្រើគោលបំណងពីរយ៉ាង៖ ប្រភពកំដៅ និងប្រភពរលាយ C។ គ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ទំនងជាលូតលាស់ក្រោមសមាមាត្រស្តូគីយ៉ូម៉ែត្រិចដ៏ល្អ នៅពេលដែលសមាមាត្រនៃ C និង Si ជិតនឹង 1 ដែលបង្ហាញពីដង់ស៊ីតេពិការភាពទាបជាង [28]។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅសម្ពាធបរិយាកាស SiC មិនបង្ហាញចំណុចរលាយទេ ហើយរលួយដោយផ្ទាល់តាមរយៈការហួតនៅសីតុណ្ហភាពលើសពីប្រហែល 2,000 °C។ យោងតាមការរំពឹងទុកទ្រឹស្តី រលាយ SiC អាចបង្កើតឡើងបានលុះត្រាតែមានភាពធ្ងន់ធ្ងរដែលអាចមើលឃើញពីដ្យាក្រាមដំណាក់កាលគោលពីរ Si-C (រូបភាពទី 4) ដែលនៅ តាមជម្រាលសីតុណ្ហភាព និងប្រព័ន្ធដំណោះស្រាយ។ C កាន់តែខ្ពស់នៅក្នុងរលាយ Si ប្រែប្រួលពី 1at.% ដល់ 13at.%។ ការជំរុញការឆ្អែតលើស C អត្រាលូតលាស់កាន់តែលឿន ខណៈពេលដែលកម្លាំង C ទាបនៃការលូតលាស់គឺការឆ្អែតលើស C ដែលគ្របដណ្ដប់ដោយសម្ពាធ 109 Pa និងសីតុណ្ហភាពលើសពី 3,200 °C។ វាអាចធ្វើឱ្យផ្ទៃរលោង [22, 36-38]។ សីតុណ្ហភាពចន្លោះពី 1,400 ទៅ 2,800 °C កម្រិតរលាយនៃ C ក្នុងរលាយ Si ប្រែប្រួលពី 1at.% ដល់ 13at.%។ កម្លាំងជំរុញនៃការលូតលាស់គឺការធ្វើឱ្យផ្ទៃរលោង C ដែលត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយជម្រាលសីតុណ្ហភាព និងប្រព័ន្ធដំណោះស្រាយ។ ការធ្វើឱ្យផ្ទៃរលោង C កាន់តែខ្ពស់ អត្រាលូតលាស់កាន់តែលឿន ខណៈពេលដែលការធ្វើឱ្យផ្ទៃរលោង C ទាប [22, 36-38]។
រូបភាពទី 4: ដ្យាក្រាមដំណាក់កាលគោលពីរ Si-C [40]
ការប្រើប្រាស់សារធាតុដូបធាតុលោហៈអន្តរកាល ឬធាតុផែនដីដ៏កម្រមិនត្រឹមតែបន្ថយសីតុណ្ហភាពលូតលាស់ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាហាក់ដូចជាមធ្យោបាយតែមួយគត់ដើម្បីកែលម្អយ៉ាងខ្លាំងនូវភាពរលាយនៃកាបូននៅក្នុងលោហៈរលាយ Si។ ការបន្ថែមលោហៈក្រុមអន្តរកាល ដូចជា Ti [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77-80] ជាដើម ឬលោហៈដ៏កម្រ ដូចជា Ce [81], Y [82], Sc ជាដើម ទៅក្នុងលោហៈរលាយ Si អនុញ្ញាតឱ្យភាពរលាយនៃកាបូនលើសពី 50at.% នៅក្នុងស្ថានភាពជិតនឹងលំនឹងទែរម៉ូឌីណាមិក។ លើសពីនេះ បច្ចេកទេស LPE គឺអំណោយផលសម្រាប់ការដូបប្រភេទ P នៃ SiC ដែលអាចសម្រេចបានដោយការលាយ Al ចូលទៅក្នុង...
សារធាតុរំលាយ [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការដាក់បញ្ចូល Al នាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃភាពធន់នៃគ្រីស្តាល់ SiC ប្រភេទ P [49, 56]។ ក្រៅពីការលូតលាស់ប្រភេទ N ក្រោមការបន្ថែមអាសូត
ការលូតលាស់នៃដំណោះស្រាយជាទូទៅដំណើរការនៅក្នុងបរិយាកាសឧស្ម័នអសកម្ម។ ទោះបីជាអេលីយ៉ូម (He) មានតម្លៃថ្លៃជាងអារហ្គនក៏ដោយ វាត្រូវបានពេញចិត្តដោយអ្នកប្រាជ្ញជាច្រើនដោយសារតែភាពស្អិតទាប និងចរន្តកំដៅខ្ពស់ជាង (8 ដងនៃអារហ្គន) [85]។ អត្រាចំណាកស្រុក និងមាតិកា Cr នៅក្នុង 4H-SiC គឺស្រដៀងគ្នានៅក្រោមបរិយាកាស He និង Ar វាត្រូវបានបញ្ជាក់ថាការលូតលាស់នៅក្រោម He បណ្តាលឱ្យមានអត្រាកំណើនខ្ពស់ជាងការលូតលាស់នៅក្រោម Ar ដោយសារតែការរលាយកំដៅធំជាងរបស់អ្នកកាន់គ្រាប់ពូជ [68]។ He រារាំងការបង្កើតចន្លោះប្រហោងនៅខាងក្នុងគ្រីស្តាល់ដែលលូតលាស់ និងការបង្កើតស្នូលដោយឯកឯងនៅក្នុងដំណោះស្រាយ បន្ទាប់មក រូបរាងផ្ទៃរលោងអាចទទួលបាន [86]។
ឯកសារនេះបានណែនាំអំពីការអភិវឌ្ឍ កម្មវិធី និងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃឧបករណ៍ SiC និងវិធីសាស្រ្តសំខាន់ៗចំនួនបីសម្រាប់ការដាំដុះគ្រីស្តាល់តែមួយ SiC។ នៅក្នុងផ្នែកខាងក្រោម បច្ចេកទេសដាំដុះដំណោះស្រាយបច្ចុប្បន្ន និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ៗដែលត្រូវគ្នាត្រូវបានពិនិត្យឡើងវិញ។ ជាចុងក្រោយ ទស្សនវិស័យមួយត្រូវបានស្នើឡើងដែលពិភាក្សាអំពីបញ្ហាប្រឈម និងការងារនាពេលអនាគតទាក់ទងនឹងការលូតលាស់ភាគច្រើននៃគ្រីស្តាល់តែមួយ SiC តាមរយៈវិធីសាស្រ្តដាំដុះដំណោះស្រាយ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ខែកក្កដា-០១-២០២៤