Толук аталышы Физикалык буу ташуу болгон PVT ыкмасы кремний карбидин өстүрүүнүн кеңири таралган ыкмасы болуп саналат (SiC) жогорку температура жана жогорку басым астында кристаллдар. Анын негизги принциби - кремний карбид порошогун 2300℃ жогору температурада жана вакуумга жакын төмөнкү басымдагы чөйрөдө сублимацияга ысытуу, Si, Si2C жана SiC2 сыяктуу газ сымал компоненттерди камтыган реакциялык газды түзүү. Катуу фазалуу сублимация реакциясынан пайда болгон Si жана C компоненттеринин газ фазасынын парциалдык басымдарынын ар кандай болушунан улам, Si/C стехиометриялык катышы жылуулук талаасынын бөлүштүрүлүшүнө жараша өзгөрөт. Ошондуктан, өсүү камерасындагы белгилүү бир кристаллдашуу абалдарына жетүү үчүн газ фазасынын компоненттеринин бөлүштүрүлүшүн жана ташылышын көзөмөлдөө зарыл.
Газ фазасынын кристаллдашуусунан келип чыккан башаламандыктын поликристаллдык кремний карбидин пайда болушуна жол бербөө үчүн, кремний карбидинин үрөн кристаллдары өсүү камерасынын үстүнкү бөлүгүнө орнотулат. Газ фазасынын ашыкча каныгуусунун таасиринде газ фазасынын компоненттери үрөн кристаллынын бетине чөгүп, кремний карбидинин монокристаллдарын пайда кылат. Бүткүл реакция процесси реакция системасынын бардык параметрлери бири-бири менен байланышкан жабык өсүү камерасында жүрөт. Өсүү шарттарындагы ар кандай өзгөрүүлөр монокристаллдык өсүүнүн туруктуулугуна таасир этет.
Мындан тышкары, кремний карбидинин монокристаллдарынын кристаллдык багыты боюнча ар кандай тыгыз жайгашкан түзүлүштөрү ар кандай атомдук байланыш жана байланыш ыкмаларына алып келет, ошентип кремний карбидинин изомерлеринин 200дөн ашык кристаллдык формаларын пайда кылат. Ар кандай кристаллдык формалардын ортосундагы энергияны конверсиялоо тоскоолу өтө төмөн, ошондуктан PVT монокристаллдык өсүү системасында кристаллдык форманын трансформациясы болушу мүмкүн, бул башаламан максаттуу кристаллдык формаларга жана ар кандай кристаллдашуу кемчиликтерине алып келет. Ошондуктан, кристаллдык форманы жана кристалл куймасынын ар кандай кемчиликтерин аныктоо үчүн атайын текшерүү жабдууларын колдонуу зарыл.
Кремний карбидин даярдоо процесси өтө жогорку талаптарга ээ, негизинен төмөнкү аспектилерде көрүнөт:
- Кремний карбид порошогун синтездөө процессинде көптөгөн экологиялык кошулмалар бар, бул жогорку тазалыктагы порошокту алууну кыйындатат. Реакция булагы катары кремний порошогу менен көмүртек порошогунун ортосундагы толук эмес реакция Si/C катышында дисбаланс жаратууга жакын. Синтезден кийинки кремний карбид порошогунун кристалл формасын жана бөлүкчөлөрүнүн өлчөмүн көзөмөлдөө кыйын.
- 2300℃ жогору жогорку температура жана вакуумга жакын шарттарда, кремний карбиди жабык графит камерасында "катуу-газ-катуу" трансформациясынан жана кайра кристаллдашуу процессинен өтөт. Бул процесстин өсүү цикли узак, башкаруу кыйын жана микротүтүкчөлөр жана кошулмалар сыяктуу кемчиликтерге жакын.
- Кремний карбиди 200дөн ашык ар кандай кристалл формаларын камтыйт, бирок өндүрүш үчүн адатта бир гана кристалл формасы талап кылынат. Өсүү процессинде кристалл формасынын трансформациясы көп кездешет, бул көп типтүү кошулуу кемчиликтерине алып келет. Даярдоо процессинде бир гана белгилүү бир кристалл формасын туруктуу башкаруу кыйын, ал эми ар кандай кристалл формаларынын ортосундагы энергияны конверсиялоо тоскоолу өтө төмөн, бул башкаруунун кыйынчылыгын жогорулатат. Бул мезгилдеги параметрлерди башкаруу жана ага байланыштуу изилдөөлөр чоң илимий-изилдөө жана иштеп чыгуу чыгымдарын талап кылат, бул дагы шайкеш келген кремний карбидинин жогорку баасынын себептеринин бири.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 3-июлу