D'PVT-Method, där hire komplette Numm Physical Vapor Transportation ass, ass eng üblech Method fir Siliziumkarbid ze wuessen (SiC)Kristaller ënner héijer Temperatur an héijem Drock. Säi Grondprinzip ass et, Siliziumcarbidpulver bei enger Temperatur iwwer 2300 ℃ an an enger Nidderdrockëmfeld no beim Vakuum bis zur Sublimatioun ze erhëtzen, wouduerch e Reaktiounsgas entsteet, dat gasfërmeg Komponenten wéi Si, Si2C a SiC2 enthält. Wéinst den ënnerschiddleche Gasphas-Partialdréck vun de Si- a C-Komponenten, déi duerch d'Festphas-Sublimatiounsreaktioun geformt ginn, variéiert dat stöchiometrescht Si/C-Verhältnis mat der thermescher Feldverdeelung. Dofir ass et néideg, d'Verdeelung an den Transport vun de Gasphas-Komponenten ze kontrolléieren, fir sécherzestellen, datt se déi spezifesch Kristallisatiounspositiounen an der Wuesskammer erreechen.
Fir ze verhënneren, datt duerch eng ongeuerdnet Gasphaskristallisatioun polykristallin Siliziumcarbid entsteet, ginn Siliziumcarbid-Keimkristaller uewen an der Wuesskammer placéiert. Ënnert dem Undriff vun der Gasphas-Iwwersättigung setzen sech d'Gasphas-Komponenten op der Uewerfläch vum Keimkristall of, fir Siliziumcarbid-Eenkristaller ze bilden. De ganze Reaktiounsprozess fënnt an enger zouener Wuesskammer statt, wou all Parameter vum Reaktiounssystem matenee verbonne sinn. All Schwankung vun de Wuessbedingungen beaflosst d'Stabilitéit vum Eenzelkristallwuesstum.
Zousätzlech féieren déi verschidden dicht gepackte Strukturen vun Siliziumcarbid-Eenzelkristaller wat hir Kristallorientéierung ugeet zu verschiddenen atomare Verbindungs- a Bindungsmethoden, wouduerch méi wéi 200 Kristallforme vu Siliziumcarbid-Isomeren entstinn. D'Energiekonversiounsbarriär tëscht verschiddene Kristallformen ass extrem niddreg, sou datt et ganz wahrscheinlech ass, datt eng Kristallformtransformatioun am PVT-Eenzelkristallwuesstemssystem optrieden, wat zu ongeuerdneten Zilkristallformen a verschiddene Kristallisatiounsdefekter féiert. Dofir ass et néideg, speziell Inspektiounsausrüstung ze benotzen, fir d'Kristallform a verschidde Defekter vum Kristallbarr ze detektéieren.
De Virbereedungsprozess vu Siliziumcarbid stellt extrem héich Ufuerderungen, déi sech haaptsächlech an de folgende Aspekter manifestéieren:
- Et gëtt vill Ëmweltveronreinheeten am Syntheseprozess vu Siliziumcarbidpulver, wat et schwéier mécht, e Pulver mat héijer Rengheet ze kréien. Déi onvollstänneg Reaktioun tëscht Siliziumpulver a Kuelestoffpulver als Reaktiounsquell kann zu engem Ungleichgewicht am Si/C-Verhältnis féieren. D'Kristallform an d'Partikelgréisst vum Siliziumcarbidpulver no der Synthese si schwéier ze kontrolléieren.
- Ënner Bedingunge vun héijer Temperatur iwwer 2300 ℃ a bal engem Vakuum ënnergeet Siliziumcarbid engem "Feststoff-Gas-Feststoff"-Transformatiouns- a Rekristallisatiounsprozess an enger zouener Graphitkammer. Dëse Prozess huet e laange Wuesstumszyklus, ass schwéier ze kontrolléieren an ass ufälleg fir Defekter wéi Mikrotubuli an Inklusiounen.
- Siliziumkarbid ëmfaasst iwwer 200 verschidde Kristallformen, awer fir d'Produktioun brauch een normalerweis nëmmen eng Kristallform. Wärend dem Wuesstumsprozess ass et ufälleg fir eng Kristallformtransformatioun, wat zu Multityp-Inklusiounsdefekter féiert. Wärend dem Virbereedungsprozess ass et schwéier, eng eenzeg spezifesch Kristallform stabil ze kontrolléieren, an d'Energiekonversiounsbarriär tëscht verschiddene Kristallformen ass extrem niddreg, wat d'Schwieregkeet vun der Kontroll erhéicht. D'Parameterkontroll an déi domat verbonne Fuerschung an dëser Period erfuerderen enorm Fuerschungs- a Entwécklungskäschten, wat och ee vun de Grënn fir déi héich Käschte vu konformem Siliziumkarbid ass.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 03. Juli 2025