ຫຼັກການຂອງວິທີການ PVT ການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກຊິລິກອນຄາໄບ (SiC)

ວິທີການ PVT, ເຊິ່ງມີຊື່ເຕັມວ່າ Physical Vapor Transportation, ເປັນວິທີການທົ່ວໄປສໍາລັບການປູກຊິລິກອນຄາໄບ (ຊີຊີ)ຜລຶກພາຍໃຕ້ອຸນຫະພູມສູງ ແລະ ຄວາມກົດດັນສູງ. ຫຼັກການພື້ນຖານຂອງມັນແມ່ນເພື່ອໃຫ້ຜົງຊິລິກອນຄາໄບຮ້ອນຂຶ້ນເພື່ອລະເຫີຍທີ່ອຸນຫະພູມສູງກວ່າ 2300 ℃ ແລະ ໃນສະພາບແວດລ້ອມຄວາມກົດດັນຕ່ຳໃກ້ກັບສູນຍາກາດ, ປະກອບເປັນອາຍແກັສປະຕິກິລິຍາທີ່ມີສ່ວນປະກອບອາຍແກັສເຊັ່ນ: Si, Si2C, ແລະ SiC2. ເນື່ອງຈາກຄວາມກົດດັນບາງສ່ວນຂອງໄລຍະອາຍແກັສທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງສ່ວນປະກອບ Si ແລະ C ທີ່ເກີດຈາກປະຕິກິລິຍາລະເຫີຍໄລຍະແຂງ, ອັດຕາສ່ວນສະໂຕອິຄິໂອເມຕຣິກ Si/C ແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມການແຈກຢາຍຂອງສະໜາມຄວາມຮ້ອນ. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນຈຳເປັນຕ້ອງຄວບຄຸມການແຈກຢາຍ ແລະ ການຂົນສົ່ງຂອງສ່ວນປະກອບໄລຍະອາຍແກັສເພື່ອຮັບປະກັນວ່າພວກມັນບັນລຸຕຳແໜ່ງການເກີດຜລຶກສະເພາະໃນຫ້ອງການເຕີບໂຕ.

ເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ເກີດການຜລຶກທີ່ເປັນລະບຽບໃນໄລຍະອາຍແກັສທີ່ສ້າງເປັນໂພລີຄຣິສຕາລິນຊິລິກອນຄາໄບ, ຜລຶກເມັດຊິລິກອນຄາໄບຈະຖືກຕັ້ງໄວ້ທີ່ດ້ານເທິງຂອງຫ້ອງການເຕີບໂຕ. ພາຍໃຕ້ການຂັບເຄື່ອນຂອງການອີ່ມຕົວຂອງໄລຍະອາຍແກັສ, ອົງປະກອບໄລຍະອາຍແກັສຈະຕົກຕະກອນຢູ່ເທິງໜ້າດິນຂອງຜລຶກເມັດເພື່ອສ້າງເປັນຜລຶກຊິລິກອນຄາໄບດ່ຽວ. ຂະບວນການປະຕິກິລິຍາທັງໝົດເກີດຂຶ້ນໃນຫ້ອງການເຕີບໂຕທີ່ປິດ, ບ່ອນທີ່ພາລາມິເຕີທັງໝົດຂອງລະບົບປະຕິກິລິຍາຖືກເຊື່ອມຕໍ່ກັນ. ການປ່ຽນແປງໃດໆໃນສະພາບການເຕີບໂຕຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກດ່ຽວ.

ນອກຈາກນັ້ນ, ໂຄງສ້າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງຜລຶກຊິລິກອນຄາໄບດ໌ໃນແງ່ຂອງທິດທາງຜລຶກນຳໄປສູ່ການເຊື່ອມຕໍ່ອະຕອມ ແລະ ວິທີການຜູກມັດຕ່າງໆ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສ້າງຮູບແບບຜລຶກຂອງໄອໂຊເມີຊິລິກອນຄາໄບດ໌ຫຼາຍກວ່າ 200 ຮູບແບບ. ອຸປະສັກການປ່ຽນແປງພະລັງງານລະຫວ່າງຮູບແບບຜລຶກທີ່ແຕກຕ່າງກັນແມ່ນຕໍ່າຫຼາຍ, ສະນັ້ນການປ່ຽນແປງຮູບແບບຜລຶກມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະເກີດຂຶ້ນໃນລະບົບການເຕີບໂຕຂອງຜລຶກດຽວ PVT, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ຮູບແບບຜລຶກເປົ້າໝາຍທີ່ບໍ່ເປັນລະບຽບ ແລະ ຂໍ້ບົກຜ່ອງຂອງການເກີດຜລຶກຕ່າງໆ. ດັ່ງນັ້ນ, ມັນຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ອຸປະກອນກວດກາສະເພາະເພື່ອກວດຫາຮູບແບບຜລຶກ ແລະ ຂໍ້ບົກຜ່ອງຕ່າງໆຂອງແທ່ງຜລຶກ.

ຂະບວນການກະກຽມຊິລິກອນຄາໄບມີຄວາມຕ້ອງການສູງຫຼາຍ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນສະແດງອອກໃນດ້ານຕໍ່ໄປນີ້:

• ໃນຂະບວນການສັງເຄາະຜົງຊິລິກອນຄາໄບມີສິ່ງເຈືອປົນຈາກສິ່ງແວດລ້ອມຫຼາຍຢ່າງ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມັນຍາກທີ່ຈະໄດ້ຮັບຜົງທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ. ປະຕິກິລິຍາທີ່ບໍ່ສົມບູນລະຫວ່າງຜົງຊິລິກອນ ແລະ ຜົງຄາບອນເປັນແຫຼ່ງປະຕິກິລິຍາມັກຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມບໍ່ສົມດຸນຂອງອັດຕາສ່ວນ Si/C. ຮູບຮ່າງຜລຶກ ແລະ ຂະໜາດອະນຸພາກຂອງຜົງຊິລິກອນຄາໄບຫຼັງຈາກການສັງເຄາະແມ່ນຍາກທີ່ຈະຄວບຄຸມ.
• ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂອຸນຫະພູມສູງກວ່າ 2300°C ແລະ ໃກ້ກັບສູນຍາກາດ, ຊິລິກອນຄາໄບຈະຜ່ານຂະບວນການຫັນປ່ຽນ ແລະ ການປ່ຽນຮູບເປັນ “ແຂງ-ແກັສ-ແຂງ” ໃນຫ້ອງແກຣໄຟທີ່ປິດ. ຂະບວນການນີ້ມີວົງຈອນການເຕີບໂຕທີ່ຍາວນານ, ຍາກທີ່ຈະຄວບຄຸມ, ແລະ ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະມີຂໍ້ບົກຜ່ອງເຊັ່ນ: ທໍ່ນ້ອຍໆ ແລະ ສິ່ງຂອງລວມ.
• ຊິລິກອນຄາໄບປະກອບມີຮູບແບບຜລຶກຫຼາຍກວ່າ 200 ຮູບແບບທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແຕ່ການຜະລິດໂດຍປົກກະຕິແລ້ວຕ້ອງການພຽງແຕ່ຮູບແບບຜລຶກດຽວເທົ່ານັ້ນ. ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການເຕີບໃຫຍ່, ການປ່ຽນຮູບແບບຜລຶກມັກຈະເກີດຂຶ້ນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດຂໍ້ບົກຜ່ອງຫຼາຍຮູບແບບ. ໃນລະຫວ່າງຂະບວນການກະກຽມ, ມັນຍາກທີ່ຈະຄວບຄຸມຮູບແບບຜລຶກສະເພາະອັນດຽວຢ່າງໝັ້ນຄົງ, ແລະອຸປະສັກການປ່ຽນພະລັງງານລະຫວ່າງຮູບແບບຜລຶກທີ່ແຕກຕ່າງກັນແມ່ນຕໍ່າຫຼາຍ, ເຊິ່ງເພີ່ມຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການຄວບຄຸມ. ການຄວບຄຸມພາລາມິເຕີ ແລະ ການຄົ້ນຄວ້າທີ່ກ່ຽວຂ້ອງໃນໄລຍະນີ້ຕ້ອງການຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ພັດທະນາທີ່ສູງ, ເຊິ່ງເປັນເຫດຜົນໜຶ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງຂອງຊິລິກອນຄາໄບທີ່ສອດຄ່ອງກັບມາດຕະຖານ.