CVD SiC ಲೇಪನದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ವಿಭಿನ್ನ ತಾಪಮಾನಗಳ ಪರಿಣಾಮ

 

CVD SiC ಲೇಪನ ಎಂದರೇನು?

ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆ (CVD) ಎಂಬುದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಘನ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸುವ ನಿರ್ವಾತ ಶೇಖರಣಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಅರೆವಾಹಕ ಉತ್ಪಾದನಾ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ವೇಫರ್‌ಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ತೆಳುವಾದ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. CVD ಯಿಂದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ತಯಾರಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ತಲಾಧಾರವು ಒಂದು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಾಷ್ಪಶೀಲ ಪೂರ್ವಗಾಮಿಗಳಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿ ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ನಿಕ್ಷೇಪಗಳನ್ನು ಠೇವಣಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಹಲವು ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ, ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆಯಿಂದ ತಯಾರಿಸಿದ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಏಕರೂಪತೆ ಮತ್ತು ಶುದ್ಧತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು ಈ ವಿಧಾನವು ಬಲವಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. CVD ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ವಸ್ತುಗಳು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಉಷ್ಣ, ವಿದ್ಯುತ್ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ವಿಶಿಷ್ಟ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ವಸ್ತುಗಳು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಅರೆವಾಹಕ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ಅವುಗಳನ್ನು ತುಂಬಾ ಸೂಕ್ತವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. CVD ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಎಚ್ಚಣೆ ಉಪಕರಣಗಳು, MOCVD ಉಪಕರಣಗಳು, Si ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಉಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು SiC ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಉಪಕರಣಗಳು, ಕ್ಷಿಪ್ರ ಉಷ್ಣ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಉಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಸಿಕ್ ಲೇಪನ (2)

 

ಈ ಲೇಖನವು ತಯಾರಿಕೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ತಾಪಮಾನಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಳೆದ ತೆಳುವಾದ ಪದರಗಳ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುವುದರ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ.CVD SiC ಲೇಪನ, ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲು. ಪ್ರಯೋಗವು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಅನ್ನು ತಲಾಧಾರವಾಗಿ ಮತ್ತು ಟ್ರೈಕ್ಲೋರೋಮೆಥೈಲ್ಸಿಲೇನ್ (MTS) ಅನ್ನು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಮೂಲ ಅನಿಲವಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತದೆ. SiC ಲೇಪನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ-ಒತ್ತಡದ CVD ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತುCVD SiC ಲೇಪನಅದರ ರಚನಾತ್ಮಕ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕವನ್ನು ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಗಮನಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಸಿವಿಡಿ ಸಿಐಸಿ ಲೇಪನ

ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈ ತಾಪಮಾನವು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಿರುವುದರಿಂದ, ಮಧ್ಯಂತರ ಅನಿಲವನ್ನು ತಲಾಧಾರ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ಹೊರಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೊರಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ತಲಾಧಾರ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಉಳಿದಿರುವ C ಮತ್ತು Si ಘನ ಹಂತದ SiC ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಿ SiC ಲೇಪನವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಮೇಲಿನ CVD-SiC ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರಕಾರ, ತಾಪಮಾನವು ಅನಿಲದ ಪ್ರಸರಣ, MTS ನ ವಿಭಜನೆ, ಹನಿಗಳ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಮಧ್ಯಂತರ ಅನಿಲದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ವಿಸರ್ಜನೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು, ಆದ್ದರಿಂದ ಶೇಖರಣಾ ತಾಪಮಾನವು SiC ಲೇಪನದ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಲೇಪನದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವು ಲೇಪನದ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಅತ್ಯಂತ ಅರ್ಥಗರ್ಭಿತ ಅಭಿವ್ಯಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, CVD SiC ಲೇಪನದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದ ಮೇಲೆ ವಿಭಿನ್ನ ಶೇಖರಣಾ ತಾಪಮಾನಗಳ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವುದು ಅವಶ್ಯಕ. MTS SiC ಲೇಪನವನ್ನು 900~1600℃ ನಡುವೆ ಕೊಳೆಯಬಹುದು ಮತ್ತು ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಹುದು, ಆದ್ದರಿಂದ ಈ ಪ್ರಯೋಗವು CVD-SiC ಲೇಪನದ ಮೇಲೆ ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು SiC ಲೇಪನವನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು 900℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃ ಮತ್ತು 1300℃ ಐದು ಶೇಖರಣಾ ತಾಪಮಾನಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕ 3 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಚಿತ್ರ 2 ವಿಭಿನ್ನ ಶೇಖರಣಾ ತಾಪಮಾನಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಳೆದ CVD-SiC ಲೇಪನದ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಸಿವಿಡಿ ಸಿಐಸಿ ಲೇಪನ 1(2)

ಶೇಖರಣಾ ತಾಪಮಾನವು 900℃ ಆಗಿದ್ದಾಗ, ಎಲ್ಲಾ SiC ಗಳು ಫೈಬರ್ ಆಕಾರಗಳಾಗಿ ಬೆಳೆಯುತ್ತವೆ. ಒಂದೇ ಫೈಬರ್‌ನ ವ್ಯಾಸವು ಸುಮಾರು 3.5μm ಮತ್ತು ಅದರ ಆಕಾರ ಅನುಪಾತವು ಸುಮಾರು 3 (<10) ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು. ಇದಲ್ಲದೆ, ಇದು ಲೆಕ್ಕವಿಲ್ಲದಷ್ಟು ನ್ಯಾನೋ-SiC ಕಣಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ SiC ರಚನೆಗೆ ಸೇರಿದೆ, ಇದು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ SiC ನ್ಯಾನೋವೈರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಏಕ-ಸ್ಫಟಿಕ SiC ಮೀಸೆಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ. ಈ ಫೈಬ್ರಸ್ SiC ಅಸಮಂಜಸ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ರಚನಾತ್ಮಕ ದೋಷವಾಗಿದೆ. ಈ SiC ಲೇಪನದ ರಚನೆಯು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸಡಿಲವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಫೈಬ್ರಸ್ SiC ನಡುವೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ರಂಧ್ರಗಳಿವೆ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆಯು ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ತಾಪಮಾನವು ದಟ್ಟವಾದ SiC ಲೇಪನಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಫೈಬ್ರಸ್ SiC ರಚನಾತ್ಮಕ ದೋಷಗಳು ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ಶೇಖರಣಾ ತಾಪಮಾನದಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆ. ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಸಣ್ಣ ಅಣುಗಳು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಕಳಪೆ ವಲಸೆ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಸಣ್ಣ ಅಣುಗಳು ವಲಸೆ ಹೋಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು SiC ಧಾನ್ಯಗಳ ಕಡಿಮೆ ಮೇಲ್ಮೈ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಗೆ ಬೆಳೆಯುತ್ತವೆ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಧಾನ್ಯದ ತುದಿ). ನಿರಂತರ ದಿಕ್ಕಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ನಾರಿನ SiC ರಚನಾತ್ಮಕ ದೋಷಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ.

CVD SiC ಲೇಪನ ತಯಾರಿಕೆ:

 

ಮೊದಲು, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ತಲಾಧಾರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ನಿರ್ವಾತ ಕುಲುಮೆಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬೂದಿ ತೆಗೆಯಲು Ar ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ 1 ಗಂಟೆ ಕಾಲ 1500℃ ನಲ್ಲಿ ಇಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬ್ಲಾಕ್ ಅನ್ನು 15x15x5mm ಬ್ಲಾಕ್ ಆಗಿ ಕತ್ತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬ್ಲಾಕ್‌ನ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು 1200-ಮೆಶ್ ಮರಳು ಕಾಗದದಿಂದ ಹೊಳಪು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು SiC ಶೇಖರಣೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಮೇಲ್ಮೈ ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಸ್ಕರಿಸಿದ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಬ್ಲಾಕ್ ಅನ್ನು ಜಲರಹಿತ ಎಥೆನಾಲ್ ಮತ್ತು ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸಿದ ನೀರಿನಿಂದ ತೊಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಒಣಗಿಸಲು 100℃ ನಲ್ಲಿ ಒಲೆಯಲ್ಲಿ ಇಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ತಲಾಧಾರವನ್ನು SiC ಶೇಖರಣೆಗಾಗಿ ಕೊಳವೆಯಾಕಾರದ ಕುಲುಮೆಯ ಮುಖ್ಯ ತಾಪಮಾನ ವಲಯದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರವನ್ನು ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಸಿವಿಡಿ ಸಿಐಸಿ ಲೇಪನ 2(1)

ದಿCVD SiC ಲೇಪನಅದರ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕವನ್ನು ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಗಮನಿಸಲಾಯಿತು. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, SiC ಲೇಪನದ ಶೇಖರಣಾ ದರವನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಸೂತ್ರದ ಪ್ರಕಾರ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗಿದೆ: ವಿಎಸ್ಐಸಿ=(ಮೀ2-ಮೀ1)/(ಎಸ್ಎಕ್ಸ್ಟಿ)x100% VSiC=ಠೇವಣಾ ದರ; m2–ಲೇಪಿತ ಮಾದರಿಯ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (mg); ತಲಾಧಾರದ m1–ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (mg); ತಲಾಧಾರದ S-ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ (ಮಿಮೀ2); t-ಶೇಖರಣಾ ಸಮಯ (h).   CVD-SiC ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಜಟಿಲವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಸಂಕ್ಷೇಪಿಸಬಹುದು: ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, MTS ಉಷ್ಣ ವಿಭಜನೆಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಮೂಲ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೂಲದ ಸಣ್ಣ ಅಣುಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಇಂಗಾಲದ ಮೂಲ ಸಣ್ಣ ಅಣುಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ CH3, C2H2 ಮತ್ತು C2H4 ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೂಲದ ಸಣ್ಣ ಅಣುಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ SiCI2, SiCI3, ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ; ಈ ಇಂಗಾಲದ ಮೂಲ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೂಲದ ಸಣ್ಣ ಅಣುಗಳನ್ನು ನಂತರ ವಾಹಕ ಅನಿಲ ಮತ್ತು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸುವ ಅನಿಲದಿಂದ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಸಾಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಈ ಸಣ್ಣ ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ರೂಪದಲ್ಲಿ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಸಣ್ಣ ಅಣುಗಳ ನಡುವೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸಂಭವಿಸಿ ಸಣ್ಣ ಹನಿಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ಅದು ಕ್ರಮೇಣ ಬೆಳೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹನಿಗಳು ಸಹ ಬೆಸೆಯುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಮಧ್ಯಂತರ ಉಪ-ಉತ್ಪನ್ನಗಳ (HCl ಅನಿಲ) ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಇರುತ್ತದೆ; ತಾಪಮಾನವು 1000 ℃ ಗೆ ಏರಿದಾಗ, SiC ಲೇಪನದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಲೇಪನವು SiC ಧಾನ್ಯಗಳಿಂದ (ಸುಮಾರು 4μm ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿ) ಕೂಡಿದೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು, ಆದರೆ ಕೆಲವು ನಾರಿನ SiC ದೋಷಗಳು ಸಹ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ, ಇದು ಈ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ SiC ಯ ದಿಕ್ಕಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಇನ್ನೂ ಇದೆ ಮತ್ತು ಲೇಪನವು ಇನ್ನೂ ಸಾಕಷ್ಟು ದಟ್ಟವಾಗಿಲ್ಲ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನವು 1100 ℃ ಗೆ ಏರಿದಾಗ, SiC ಲೇಪನವು ತುಂಬಾ ದಟ್ಟವಾಗಿರುವುದನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು ಮತ್ತು ನಾರಿನ SiC ದೋಷಗಳು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಕಣ್ಮರೆಯಾಗಿವೆ. ಲೇಪನವು ಸುಮಾರು 5~10μm ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಹನಿ-ಆಕಾರದ SiC ಕಣಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಬಿಗಿಯಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕಣಗಳ ಮೇಲ್ಮೈ ತುಂಬಾ ಒರಟಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಲೆಕ್ಕವಿಲ್ಲದಷ್ಟು ನ್ಯಾನೊ-ಪ್ರಮಾಣದ SiC ಧಾನ್ಯಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, 1100 ℃ ನಲ್ಲಿ CVD-SiC ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಾಮೂಹಿಕ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ. ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಸಣ್ಣ ಅಣುಗಳು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಟೆಡ್ ಮತ್ತು SiC ಧಾನ್ಯಗಳಾಗಿ ಬೆಳೆಯಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಸಮಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. SiC ಧಾನ್ಯಗಳು ಏಕರೂಪವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಹನಿಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಮೇಲ್ಮೈ ಶಕ್ತಿಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಹನಿಗಳು ಗೋಲಾಕಾರವಾಗಿ ಕಾಣುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹನಿಗಳು ಬಿಗಿಯಾಗಿ ಸೇರಿಕೊಂಡು ದಟ್ಟವಾದ SiC ಲೇಪನವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ತಾಪಮಾನವು 1200℃ ಗೆ ಏರಿದಾಗ, SiC ಲೇಪನವು ಸಹ ದಟ್ಟವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ SiC ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವು ಬಹು-ರೇಖೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಲೇಪನದ ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟಾಗಿ ಕಾಣುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನವು 1300℃ ಗೆ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಸುಮಾರು 3μm ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ನಿಯಮಿತ ಗೋಳಾಕಾರದ ಕಣಗಳು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಈ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, SiC ಅನಿಲ ಹಂತದ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಶನ್ ಆಗಿ ರೂಪಾಂತರಗೊಂಡಿದೆ ಮತ್ತು MTS ವಿಭಜನೆಯ ದರವು ತುಂಬಾ ವೇಗವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸಣ್ಣ ಅಣುಗಳು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಟೆಡ್ ಆಗಿ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೊದಲು SiC ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಧಾನ್ಯಗಳು ಗೋಳಾಕಾರದ ಕಣಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಿದ ನಂತರ, ಅವು ಕೆಳಗೆ ಬೀಳುತ್ತವೆ, ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಕಳಪೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಡಿಲವಾದ SiC ಕಣ ಲೇಪನಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ, 1300℃ ಅನ್ನು ದಟ್ಟವಾದ SiC ಲೇಪನದ ರಚನೆಯ ತಾಪಮಾನವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ದಟ್ಟವಾದ SiC ಲೇಪನವನ್ನು ತಯಾರಿಸಬೇಕಾದರೆ, ಸೂಕ್ತವಾದ CVD ಶೇಖರಣಾ ತಾಪಮಾನವು 1100℃ ಎಂದು ಸಮಗ್ರ ಹೋಲಿಕೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಸಿವಿಡಿ ಸಿಐಸಿ ಲೇಪನ 5(1)

ಚಿತ್ರ 3 ವಿಭಿನ್ನ ಶೇಖರಣಾ ತಾಪಮಾನಗಳಲ್ಲಿ CVD SiC ಲೇಪನಗಳ ಶೇಖರಣಾ ದರವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಶೇಖರಣಾ ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, SiC ಲೇಪನದ ಶೇಖರಣಾ ದರವು ಕ್ರಮೇಣ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. 900°C ನಲ್ಲಿ ಶೇಖರಣಾ ದರವು 0.352 mg·h-1/mm2, ಮತ್ತು ಫೈಬರ್‌ಗಳ ದಿಕ್ಕಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ವೇಗವಾದ ಶೇಖರಣಾ ದರಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಲೇಪನದ ಶೇಖರಣಾ ದರವು 0.179 mg·h-1/mm2 ಆಗಿದೆ. ಕೆಲವು SiC ಕಣಗಳ ಶೇಖರಣೆಯಿಂದಾಗಿ, 1300°C ನಲ್ಲಿ ಶೇಖರಣಾ ದರವು ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ, ಕೇವಲ 0.027 mg·h-1/mm2 ಆಗಿದೆ.   ತೀರ್ಮಾನ: ಅತ್ಯುತ್ತಮ CVD ಶೇಖರಣಾ ತಾಪಮಾನವು 1100℃ ಆಗಿದೆ. ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನವು SiC ಯ ದಿಕ್ಕಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವು SiC ಯಲ್ಲಿ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿರಳವಾದ ಲೇಪನಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಶೇಖರಣಾ ತಾಪಮಾನದ ಹೆಚ್ಚಳದೊಂದಿಗೆ, ಶೇಖರಣಾ ದರವುCVD SiC ಲೇಪನಕ್ರಮೇಣ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.


ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಮೇ-26-2025
WhatsApp ಆನ್‌ಲೈನ್ ಚಾಟ್!