ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಪುಡಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಭೌತಿಕ ಆವಿ ಸಾಗಣೆಯು ಪ್ರಸ್ತುತ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯ ಕೈಗಾರಿಕೀಕರಣ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. PVT ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವಿಧಾನಕ್ಕಾಗಿ,ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಎಲ್ಲಾ ನಿಯತಾಂಕಗಳುಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಏಕ ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸ್ವಯಂ-ಪ್ರಸರಣಗೊಳ್ಳುವ ಅಧಿಕ-ತಾಪಮಾನದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ.
ಸ್ವಯಂ-ಪ್ರಸರಣ ಅಧಿಕ-ತಾಪಮಾನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣಾ ವಿಧಾನವು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಕಾರಿಗಳಿಗೆ ಆರಂಭಿಕ ಶಾಖವನ್ನು ನೀಡಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸದ ವಸ್ತುಗಳು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸಲು ತನ್ನದೇ ಆದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯ ಶಾಖವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, Si ಮತ್ತು C ಯ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯು ಕಡಿಮೆ ಶಾಖವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಇತರ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಕಾರಿಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಬೇಕು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅನೇಕ ವಿದ್ವಾಂಸರು ಈ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸುಧಾರಿತ ಸ್ವಯಂ-ಪ್ರಸರಣ ಸಂಶ್ಲೇಷಣಾ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ. ಸ್ವಯಂ-ಪ್ರಸರಣ ವಿಧಾನವನ್ನು ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸಲು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸುಲಭ, ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಸಂಶ್ಲೇಷಣಾ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದು ಸುಲಭ. ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರಮಾಣದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಕೈಗಾರಿಕೀಕರಣದ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ.

1999 ರ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ, ಬ್ರಿಡ್ಜ್‌ಪೋರ್ಟ್ ಸ್ವಯಂ-ಪ್ರಸರಣ ಅಧಿಕ-ತಾಪಮಾನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ವಿಧಾನವನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಬಳಸಿತು.SiC ಪುಡಿ, ಆದರೆ ಇದು ಎಥಾಕ್ಸಿಸಿಲೇನ್ ಮತ್ತು ಫೀನಾಲ್ ರಾಳವನ್ನು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿ ಬಳಸಿತು, ಅದು ದುಬಾರಿಯಾಗಿತ್ತು. ಗಾವೊ ಪ್ಯಾನ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ Si ಪುಡಿ ಮತ್ತು C ಪುಡಿಯನ್ನು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿ ಬಳಸಿದರು.SiC ಪುಡಿಆರ್ಗಾನ್ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ. ನಿಂಗ್ ಲೀನಾ ದೊಡ್ಡ-ಕಣವನ್ನು ತಯಾರಿಸಿತುSiC ಪುಡಿದ್ವಿತೀಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಿಂದ.

ಸೆಕೆಂಡ್ ರಿಸರ್ಚ್ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಚೀನಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ ಗ್ರೂಪ್ ಕಾರ್ಪೊರೇಷನ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಮಧ್ಯಮ-ಆವರ್ತನ ಇಂಡಕ್ಷನ್ ತಾಪನ ಕುಲುಮೆಯು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪೌಡರ್ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಪುಡಿಯನ್ನು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಟೊಚಿಯೊಮೆಟ್ರಿಕ್ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿ ಸಮವಾಗಿ ಬೆರೆಸಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಇರಿಸುತ್ತದೆ.ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್ಬಿಸಿಮಾಡಲು ಮಧ್ಯಮ-ಆವರ್ತನದ ಇಂಡಕ್ಷನ್ ತಾಪನ ಕುಲುಮೆಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಹಂತ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಹಂತದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಮತ್ತು ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಹಂತದಲ್ಲಿ β-SiC ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ತಾಪಮಾನವು Si ನ ಬಾಷ್ಪೀಕರಣ ತಾಪಮಾನಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುವುದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ವಾತದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ β-SiC ನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಸ್ವಯಂ-ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ. α-SiC ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಆರ್ಗಾನ್, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು HCl ಅನಿಲವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ವಿಧಾನವು ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ.SiC ಪುಡಿಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಮತ್ತು α-SiC ಪುಡಿಯಲ್ಲಿನ ಸಾರಜನಕ ಅಂಶವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು.

ಶಾಂಡೊಂಗ್ ಟಿಯಾನ್ಯು ಸಿಲೇನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಕುಲುಮೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದರು. ಪರಿಚಯಿಸಲಾದ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಅನಿಲದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಎರಡು-ಹಂತದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ವಿಧಾನದಿಂದ ಸರಿಹೊಂದಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು 50 ಮತ್ತು 5 000 um ನಡುವೆ ಇತ್ತು.

 

1 ಪುಡಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ನಿಯಂತ್ರಣ ಅಂಶಗಳು

 

೧.೧ ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ಪುಡಿ ಕಣದ ಗಾತ್ರದ ಪರಿಣಾಮ

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ನಂತರದ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾದ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ. PVT ವಿಧಾನದಿಂದ SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅನಿಲ ಹಂತದ ಘಟಕದಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅನಿಲ ಹಂತದ ಘಟಕದಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತವು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯ ಕಣದ ಗಾತ್ರಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒಟ್ಟು ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತವು ಕಣದ ಗಾತ್ರದಲ್ಲಿನ ಇಳಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಕಣದ ಗಾತ್ರವು 2-3 mm ನಿಂದ 0.06 mm ಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ, ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತವು 1.3 ರಿಂದ 4.0 ಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಕಣಗಳು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮಟ್ಟಿಗೆ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದಾಗ, Si ಭಾಗಶಃ ಒತ್ತಡವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ ಸ್ಫಟಿಕದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ Si ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಪದರವು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು ಅನಿಲ-ದ್ರವ-ಘನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿನ ಬಹುರೂಪತೆ, ಬಿಂದು ದೋಷಗಳು ಮತ್ತು ರೇಖೆಯ ದೋಷಗಳ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯ ಕಣದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬೇಕು.

ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, SiC ಪುಡಿ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದಾಗ, ಪುಡಿ ವೇಗವಾಗಿ ಕೊಳೆಯುತ್ತದೆ, ಇದು SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಅತಿಯಾದ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದೆಡೆ, SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ, ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ವಿಭಜನೆಯ ಎರಡು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿ ಕೊಳೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು Si, Si2C, SiC2 ನಂತಹ ಅನಿಲ ಹಂತ ಮತ್ತು ಘನ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ಪುಡಿಯ ಗಂಭೀರ ಕಾರ್ಬೊನೈಸೇಶನ್ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲದ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳ ರಚನೆಯಾಗುತ್ತದೆ; ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಪುಡಿಯ ವಿಭಜನೆಯ ದರವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ವೇಗವಾಗಿದ್ದಾಗ, ಬೆಳೆದ SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕದ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯು ಬದಲಾಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ, ಇದು ಬೆಳೆದ SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕದ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

 

೧.೨ ಹರಳಿನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ಪುಡಿ ಹರಳಿನ ರೂಪದ ಪರಿಣಾಮ

PVT ವಿಧಾನದಿಂದ SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತನ-ಮರುಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. SiC ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಸ್ಫಟಿಕ ರೂಪವು ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಪುಡಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಯೂನಿಟ್ ಸೆಲ್‌ನ ಘನ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಹಂತ (β-SiC) ಮತ್ತು ಯೂನಿಟ್ ಸೆಲ್‌ನ ಷಡ್ಭುಜೀಯ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಹಂತ (α-SiC) ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಅನೇಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಸ್ಫಟಿಕ ರೂಪಗಳು ಮತ್ತು ಕಿರಿದಾದ ತಾಪಮಾನ ನಿಯಂತ್ರಣ ಶ್ರೇಣಿಯಿದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 3C-SiC 1900°C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಷಡ್ಭುಜೀಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪಾಲಿಮಾರ್ಫ್ ಆಗಿ ರೂಪಾಂತರಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ 4H/6H-SiC.

ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು β-SiC ಪುಡಿಯನ್ನು ಬಳಸಿದಾಗ, ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತವು 5.5 ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ α-SiC ಪುಡಿಯನ್ನು ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು ಬಳಸಿದಾಗ, ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತವು 1.2 ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಹಂತದ ಪರಿವರ್ತನೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಅನಿಲ ಹಂತದಲ್ಲಿನ ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತವು ದೊಡ್ಡದಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿಲ್ಲ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಕಾರ್ಬನ್, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಸೇರಿದಂತೆ ಇತರ ಅನಿಲ ಹಂತದ ಕಲ್ಮಶಗಳು ಹಂತ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ. ಈ ಕಲ್ಮಶಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯು ಸ್ಫಟಿಕವು ಮೈಕ್ರೋಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಶೂನ್ಯಗಳನ್ನು ಸಂತಾನೋತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಪುಡಿ ಸ್ಫಟಿಕ ರೂಪವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬೇಕು.

 

೧.೩ ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ಪುಡಿ ಕಲ್ಮಶಗಳ ಪರಿಣಾಮ

SiC ಪುಡಿಯಲ್ಲಿನ ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಅಂಶವು ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಶನ್ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಅಂಶ ಹೆಚ್ಚಾದಷ್ಟೂ, ಸ್ಫಟಿಕವು ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತವಾಗಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಶನ್ ಆಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಕಡಿಮೆ. SiC ಗಾಗಿ, ಮುಖ್ಯ ಲೋಹದ ಕಲ್ಮಶಗಳು B, Al, V ಮತ್ತು Ni ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪುಡಿ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ಪುಡಿಯ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಸಾಧನಗಳ ಮೂಲಕ ಪರಿಚಯಿಸಬಹುದು. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, B ಮತ್ತು Al ಗಳು SiC ಯಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯ ಆಳವಿಲ್ಲದ ಶಕ್ತಿ ಮಟ್ಟದ ಸ್ವೀಕಾರಕ ಕಲ್ಮಶಗಳಾಗಿವೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ SiC ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇತರ ಲೋಹದ ಕಲ್ಮಶಗಳು ಅನೇಕ ಶಕ್ತಿ ಮಟ್ಟಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತವೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಅಸ್ಥಿರ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಅರೆ-ನಿರೋಧಕ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಪ್ರತಿರೋಧಕದ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ಸಾಧ್ಯವಾದಷ್ಟು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಬೇಕು.

 

೧.೪ ಪುಡಿಯಲ್ಲಿರುವ ಸಾರಜನಕ ಅಂಶವು ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ಬೀರುವ ಪರಿಣಾಮ

ಸಾರಜನಕ ಅಂಶದ ಮಟ್ಟವು ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರದ ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಮುಖ ತಯಾರಕರು ಪುಡಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರೌಢ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕ ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಅರೆ-ನಿರೋಧಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರಗಳು ಮಿಲಿಟರಿ ಕೋರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಘಟಕಗಳಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಭರವಸೆಯ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆ ಮತ್ತು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಅರೆ-ನಿರೋಧಕ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು, ತಲಾಧಾರದಲ್ಲಿನ ಮುಖ್ಯ ಅಶುದ್ಧ ಸಾರಜನಕದ ವಿಷಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬೇಕು. ವಾಹಕ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕ ಅಂಶವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

 

2 ಪುಡಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಪ್ರಮುಖ ನಿಯಂತ್ರಣ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ತಲಾಧಾರಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ಬಳಕೆಯ ಪರಿಸರಗಳಿಂದಾಗಿ, ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪುಡಿಗಳ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. N-ಮಾದರಿಯ ವಾಹಕ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪುಡಿಗಳಿಗೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಶುದ್ಧತೆ ಮತ್ತು ಏಕ ಹಂತ ಅಗತ್ಯವಿದೆ; ಆದರೆ ಅರೆ-ನಿರೋಧಕ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪುಡಿಗಳಿಗೆ, ಸಾರಜನಕ ಅಂಶದ ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಿನ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

 

2.1 ಪುಡಿ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರದ ನಿಯಂತ್ರಣ

೨.೧.೧ ಸಂಶ್ಲೇಷಣಾ ತಾಪಮಾನ

ಇತರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಬದಲಾಗದೆ ಇರಿಸಿಕೊಂಡು, 1900 ℃, 2000 ℃, 2100 ℃ ಮತ್ತು 2200 ℃ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ SiC ಪುಡಿಗಳನ್ನು ಮಾದರಿಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, 1900 ℃ ನಲ್ಲಿ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು 250~600 μm ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 2000 ℃ ನಲ್ಲಿ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು 600~850 μm ಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನವು 2100 ℃ ಗೆ ಏರುತ್ತಲೇ ಇದ್ದಾಗ, SiC ಪುಡಿಯ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು 850~2360 μm ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಳವು ಸೌಮ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. 2200 ℃ ನಲ್ಲಿ SiC ಯ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಸುಮಾರು 2360 μm ನಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. 1900 ℃ ನಿಂದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಳವು SiC ಕಣದ ಗಾತ್ರದ ಮೇಲೆ ಸಕಾರಾತ್ಮಕ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯು 2100 ℃ ರಿಂದ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಲೇ ಇದ್ದಾಗ, ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು 2100 ℃ ಗೆ ಹೊಂದಿಸಿದಾಗ, ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಕಣದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಬಹುದು.

 

೨.೧.೨ ಸಂಶ್ಲೇಷಣಾ ಸಮಯ

ಇತರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಬದಲಾಗದೆ ಉಳಿದಿವೆ ಮತ್ತು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯವನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ 4 ಗಂಟೆಗಳು, 8 ಗಂಟೆಗಳು ಮತ್ತು 12 ಗಂಟೆಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ SiC ಪುಡಿ ಮಾದರಿ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯವು SiC ಯ ಕಣದ ಗಾತ್ರದ ಮೇಲೆ ಗಮನಾರ್ಹ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯ 4 ಗಂಟೆಗಳಾಗಿದ್ದಾಗ, ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ 200 μm ನಲ್ಲಿ ವಿತರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ; ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯ 8 ಗಂಟೆಗಳಾಗಿದ್ದಾಗ, ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸುಮಾರು 1 000 μm ನಲ್ಲಿ ವಿತರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ; ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಲೇ ಇರುವುದರಿಂದ, ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸುಮಾರು 2 000 μm ನಲ್ಲಿ ವಿತರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.

 

2.1.3 ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಕಣದ ಗಾತ್ರದ ಪ್ರಭಾವ

ದೇಶೀಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವಸ್ತು ಉತ್ಪಾದನಾ ಸರಪಳಿಯು ಕ್ರಮೇಣ ಸುಧಾರಿಸಿದಂತೆ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ವಸ್ತುಗಳ ಶುದ್ಧತೆಯೂ ಸಹ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಚಿತ್ರ 3 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಹರಳಿನ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಪುಡಿಮಾಡಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಎಂದು ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲು ವಿಭಿನ್ನ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಹೋಲಿಕೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 4 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಬ್ಲಾಕ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸುವಾಗ, ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ Si ಅಂಶಗಳು ಇರುತ್ತವೆ ಎಂದು ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಬ್ಲಾಕ್ ಅನ್ನು ಎರಡನೇ ಬಾರಿಗೆ ಪುಡಿಮಾಡಿದ ನಂತರ, ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿನ Si ಅಂಶವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅದು ಇನ್ನೂ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆ. ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿ SiC ಮಾತ್ರ ಇರುತ್ತದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರದ ಹರಳಿನ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೊದಲು ಮೇಲ್ಮೈ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಗಾಗಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅನ್ನು ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಂತರಿಕ Si ಪುಡಿಯನ್ನು C ಪುಡಿಯೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತಷ್ಟು ಸಂಯೋಜಿಸುವುದನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಬ್ಲಾಕ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಬಳಸಿದರೆ, ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಅದನ್ನು ಪುಡಿಮಾಡಿ ನಂತರ ದ್ವಿತೀಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಪಡಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

 

೨.೨ ಪೌಡರ್ ಸ್ಫಟಿಕ ರೂಪ ನಿಯಂತ್ರಣ

 

೨.೨.೧ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರಭಾವ

ಇತರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಬದಲಾಗದೆ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಾ, ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ತಾಪಮಾನವು 1500℃, 1700℃, 1900℃ ಮತ್ತು 2100℃ ಆಗಿದ್ದು, ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ SiC ಪುಡಿಯನ್ನು ಮಾದರಿಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 5 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, β-SiC ಮಣ್ಣಿನ ಹಳದಿ ಬಣ್ಣದ್ದಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು α-SiC ಹಗುರವಾದ ಬಣ್ಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಪುಡಿಯ ಬಣ್ಣ ಮತ್ತು ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ಗಮನಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಉತ್ಪನ್ನವು 1500℃ ಮತ್ತು 1700℃ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ β-SiC ಎಂದು ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು. 1900℃ ನಲ್ಲಿ, ಬಣ್ಣವು ಹಗುರವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಷಡ್ಭುಜೀಯ ಕಣಗಳು ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಇದು ತಾಪಮಾನವು 1900℃ ಗೆ ಏರಿದ ನಂತರ, ಒಂದು ಹಂತದ ಪರಿವರ್ತನೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು β-SiC ಯ ಭಾಗವು α-SiC ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ; ತಾಪಮಾನವು 2100℃ ಗೆ ಏರುತ್ತಲೇ ಇದ್ದಾಗ, ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಕಣಗಳು ಪಾರದರ್ಶಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು α-SiC ಮೂಲತಃ ಪರಿವರ್ತನೆಗೊಂಡಿದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ.

 

೨.೨.೨ ಸಂಶ್ಲೇಷಣಾ ಸಮಯದ ಪರಿಣಾಮ

ಇತರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಬದಲಾಗದೆ ಉಳಿದಿವೆ ಮತ್ತು ಸಂಶ್ಲೇಷಣಾ ಸಮಯವನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ 4 ಗಂಟೆ, 8 ಗಂಟೆ ಮತ್ತು 12 ಗಂಟೆಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ SiC ಪುಡಿಯನ್ನು ಡಿಫ್ರಾಕ್ಟೋಮೀಟರ್ (XRD) ಮೂಲಕ ಮಾದರಿಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಂಡು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 6 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. SiC ಪುಡಿಯಿಂದ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಉತ್ಪನ್ನದ ಮೇಲೆ ಸಂಶ್ಲೇಷಣಾ ಸಮಯವು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಣಾ ಸಮಯ 4 ಗಂಟೆ ಮತ್ತು 8 ಗಂಟೆಗಳಾಗಿದ್ದಾಗ, ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಉತ್ಪನ್ನವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ 6H-SiC ಆಗಿರುತ್ತದೆ; ಸಂಶ್ಲೇಷಣಾ ಸಮಯ 12 ಗಂಟೆಗಳಾಗಿದ್ದಾಗ, 15R-SiC ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

 

೨.೨.೩ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಅನುಪಾತದ ಪ್ರಭಾವ

ಇತರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಬದಲಾಗದೆ ಉಳಿದಿವೆ, ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ ಅನುಪಾತಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 1.00, 1.05, 1.10 ಮತ್ತು 1.15 ಆಗಿವೆ. ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 7 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

XRD ವರ್ಣಪಟಲದಿಂದ, ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತವು 1.05 ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿ Si ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತವು 1.05 ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ, ಹೆಚ್ಚುವರಿ C ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಾಣಬಹುದು. ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತವು 1.05 ಆಗಿದ್ದರೆ, ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿನ ಉಚಿತ ಇಂಗಾಲವು ಮೂಲತಃ ಹೊರಹಾಕಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಯಾವುದೇ ಉಚಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಅನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತದ ಪ್ರಮಾಣ ಅನುಪಾತವು 1.05 ಆಗಿರಬೇಕು.

 

೨.೩ ಪುಡಿಯಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಸಾರಜನಕ ಅಂಶದ ನಿಯಂತ್ರಣ

೨.೩.೧ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳು

ಈ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳು 20 μm ಸರಾಸರಿ ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಕಾರ್ಬನ್ ಪುಡಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪುಡಿ. ಅವುಗಳ ಸಣ್ಣ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣದಿಂದಾಗಿ, ಅವು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ N2 ಅನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಸುಲಭ. ಪುಡಿಯನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸುವಾಗ, ಅದನ್ನು ಪುಡಿಯ ಸ್ಫಟಿಕ ರೂಪಕ್ಕೆ ತರಲಾಗುತ್ತದೆ. N- ಮಾದರಿಯ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ, ಪುಡಿಯಲ್ಲಿ N2 ನ ಅಸಮಾನ ಡೋಪಿಂಗ್ ಸ್ಫಟಿಕದ ಅಸಮ ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕ ರೂಪದಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿದ ನಂತರ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಪುಡಿಯ ಸಾರಜನಕ ಅಂಶವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಣುಗಳ ಪರಿಮಾಣವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಕಾರ್ಬನ್ ಪುಡಿ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪುಡಿಯಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ N2 ಅನ್ನು ಬಿಸಿಮಾಡಿದಾಗ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ಕೊಳೆಯುವಾಗ, H2 ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪುಡಿಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರಕ್ಕೆ ಅದರ ಸಣ್ಣ ಪರಿಮಾಣದೊಂದಿಗೆ ಹರಡುತ್ತದೆ, N2 ನ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ವಾತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ N2 ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ನಿಂದ ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಸಾರಜನಕ ಅಂಶವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಉದ್ದೇಶವನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ.

 

೨.೩.೨ ಸಂಶ್ಲೇಷಣಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಕಾರ್ಬನ್ ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕ ಪರಮಾಣುಗಳ ತ್ರಿಜ್ಯವು ಒಂದೇ ಆಗಿರುವುದರಿಂದ, ಸಾರಜನಕವು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್‌ನಲ್ಲಿನ ಕಾರ್ಬನ್ ಖಾಲಿ ಜಾಗಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸಾರಜನಕದ ಅಂಶವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು H2 ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು H2 ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿ C2H2, C2H ಮತ್ತು SiH ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಅನಿಲ ಹಂತದ ಪ್ರಸರಣದ ಮೂಲಕ ಕಾರ್ಬನ್ ಅಂಶದ ಅಂಶವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಕಾರ್ಬನ್ ಖಾಲಿ ಜಾಗಗಳು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತವೆ. ಸಾರಜನಕವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಉದ್ದೇಶವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

 

2.3.3 ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಹಿನ್ನೆಲೆ ಸಾರಜನಕ ಅಂಶ ನಿಯಂತ್ರಣ

ದೊಡ್ಡ ರಂಧ್ರಯುಕ್ತತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚುವರಿ C ಮೂಲಗಳಾಗಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅನಿಲ ಹಂತದ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ Si ಆವಿಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು, ಅನಿಲ ಹಂತದ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ Si ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಹೀಗಾಗಿ C/Si ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ಗಳು Si ವಾತಾವರಣದೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿ Si2C, SiC2 ಮತ್ತು SiC ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು, ಇದು Si ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ನಿಂದ C ಮೂಲವನ್ನು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ತರುವುದು, C ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್-ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ದೊಡ್ಡ ರಂಧ್ರಯುಕ್ತತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು, ಕಾರ್ಬನ್ ಖಾಲಿ ಜಾಗಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಉದ್ದೇಶವನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ಮೂಲಕ ಕಾರ್ಬನ್-ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು.

 

3 ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಪುಡಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸ

 

3.1 ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ತತ್ವ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸ

ಪುಡಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರ, ಸ್ಫಟಿಕ ರೂಪ ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕ ಅಂಶದ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಕುರಿತು ಮೇಲೆ ತಿಳಿಸಲಾದ ಸಮಗ್ರ ಅಧ್ಯಯನದ ಮೂಲಕ, ಸಂಶ್ಲೇಷಣಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ C ಪುಡಿ ಮತ್ತು Si ಪುಡಿಯನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಸಮವಾಗಿ ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡಿ 1.05 ರ ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತದ ಪ್ರಕಾರ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ಗೆ ಲೋಡ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಹಂತಗಳನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ನಾಲ್ಕು ಹಂತಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ:
1) ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಡಿನೈಟ್ರಿಫಿಕೇಶನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ, 5×10-4 Pa ಗೆ ನಿರ್ವಾತಗೊಳಿಸುವುದು, ನಂತರ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವುದು, ಕೊಠಡಿಯ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಸುಮಾರು 80 kPa ಮಾಡುವುದು, 15 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ನಿರ್ವಹಿಸುವುದು ಮತ್ತು ನಾಲ್ಕು ಬಾರಿ ಪುನರಾವರ್ತಿಸುವುದು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಕಾರ್ಬನ್ ಪುಡಿ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪುಡಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿರುವ ಸಾರಜನಕ ಅಂಶಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು.
2) ಅಧಿಕ-ತಾಪಮಾನದ ಡಿನೈಟ್ರಿಫಿಕೇಶನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ, 5×10-4 Pa ಗೆ ನಿರ್ವಾತಗೊಳಿಸುವುದು, ನಂತರ 950 ℃ ಗೆ ಬಿಸಿ ಮಾಡುವುದು, ಮತ್ತು ನಂತರ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವುದು, ಕೋಣೆಯ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಸುಮಾರು 80 kPa ಮಾಡಿ, 15 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ನಿರ್ವಹಿಸುವುದು ಮತ್ತು ನಾಲ್ಕು ಬಾರಿ ಪುನರಾವರ್ತಿಸುವುದು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಕಾರ್ಬನ್ ಪುಡಿ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪುಡಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿರುವ ಸಾರಜನಕ ಅಂಶಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು ಮತ್ತು ಶಾಖ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಓಡಿಸಬಹುದು.
3) ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಹಂತದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ, 5×10-4 Pa ಗೆ ಸ್ಥಳಾಂತರಿಸಿ, ನಂತರ 1350℃ ಗೆ ಬಿಸಿ ಮಾಡಿ, 12 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ಇರಿಸಿ, ನಂತರ ಕೊಠಡಿಯ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಸುಮಾರು 80 kPa ಮಾಡಲು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿ, 1 ಗಂಟೆ ಇರಿಸಿ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಬಾಷ್ಪೀಕರಣಗೊಂಡ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು.
4) ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಹಂತದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆರ್ಗಾನ್ ಮಿಶ್ರ ಅನಿಲದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅನಿಲ ಪರಿಮಾಣದ ಹರಿವಿನ ಅನುಪಾತದಿಂದ ತುಂಬಿಸಿ, ಕೊಠಡಿಯ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಸುಮಾರು 80 kPa ಮಾಡಿ, ತಾಪಮಾನವನ್ನು 2100℃ ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿ, 10 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ಇರಿಸಿ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯನ್ನು β-SiC ನಿಂದ α-SiC ಗೆ ​​ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದನ್ನು ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕ ಕಣಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶಕ್ಕೆ ತಣ್ಣಗಾಗುವವರೆಗೆ ಕಾಯಿರಿ, ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ತುಂಬಿಸಿ, ಪುಡಿಯನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಿರಿ.

 

3.2 ಪೌಡರ್ ನಂತರದ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

ಮೇಲಿನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಪುಡಿಯನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಿದ ನಂತರ, ಅದನ್ನು ನಂತರದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಪಡಿಸಿ ಮುಕ್ತ ಇಂಗಾಲ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಲೋಹದ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಿ ಕಣದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಬೇಕು. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಪುಡಿಯನ್ನು ಪುಡಿಮಾಡಲು ಬಾಲ್ ಗಿರಣಿಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪುಡಿಮಾಡಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ಮಫಲ್ ಕುಲುಮೆಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದಿಂದ 450 ° C ಗೆ ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪುಡಿಯಲ್ಲಿರುವ ಮುಕ್ತ ಇಂಗಾಲವನ್ನು ಶಾಖದಿಂದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕೋಣೆಯಿಂದ ಹೊರಬರುವ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಹೀಗಾಗಿ ಮುಕ್ತ ಇಂಗಾಲವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ತರುವಾಯ, ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಇಂಗಾಲ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಉಳಿದ ಲೋಹದ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಆಮ್ಲೀಯ ಶುಚಿಗೊಳಿಸುವ ದ್ರವವನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಶುಚಿಗೊಳಿಸುವಿಕೆಗಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಕಣ ಶುಚಿಗೊಳಿಸುವ ಯಂತ್ರದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅದರ ನಂತರ, ಉಳಿದ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಶುದ್ಧ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ತೊಳೆದು ಒಣಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಕಣದ ಗಾತ್ರದ ಆಯ್ಕೆಗಾಗಿ ಒಣಗಿದ ಪುಡಿಯನ್ನು ಕಂಪಿಸುವ ಪರದೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.