ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ പൗഡർ സിന്തസിസ് പ്രക്രിയ

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ പ്രക്രിയയിൽ, ഭൗതിക നീരാവി ഗതാഗതം നിലവിലെ മുഖ്യധാരാ വ്യവസായവൽക്കരണ രീതിയാണ്. PVT വളർച്ചാ രീതിക്ക്,സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിവളർച്ചാ പ്രക്രിയയിൽ വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. എല്ലാ പാരാമീറ്ററുകളുംസിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിഒറ്റ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയുടെയും വൈദ്യുത ഗുണങ്ങളുടെയും ഗുണനിലവാരത്തെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. നിലവിലെ വ്യാവസായിക ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ, സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നസിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിസിന്തസിസ് പ്രക്രിയ എന്നത് സ്വയം പ്രചരിപ്പിക്കുന്ന ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള സിന്തസിസ് രീതിയാണ്.
സ്വയം-പ്രചരണ ഉയർന്ന-താപനില സിന്തസിസ് രീതി, രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ ആരംഭിക്കുന്നതിന് റിയാക്ടന്റുകൾക്ക് പ്രാരംഭ താപം നൽകുന്നതിന് ഉയർന്ന താപനില ഉപയോഗിക്കുന്നു, തുടർന്ന് പ്രതിപ്രവർത്തനം നടത്താത്ത പദാർത്ഥങ്ങൾ രാസപ്രവർത്തനം പൂർത്തിയാക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നതിന് സ്വന്തം രാസപ്രവർത്തന താപം ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, Si, C എന്നിവയുടെ രാസപ്രവർത്തനം കുറഞ്ഞ താപം പുറത്തുവിടുന്നതിനാൽ, പ്രതിപ്രവർത്തനം നിലനിർത്താൻ മറ്റ് റിയാക്ടന്റുകൾ ചേർക്കേണ്ടതുണ്ട്. അതിനാൽ, പല പണ്ഡിതന്മാരും ഈ അടിസ്ഥാനത്തിൽ മെച്ചപ്പെട്ട സ്വയം-പ്രചരണ സിന്തസിസ് രീതി നിർദ്ദേശിച്ചിട്ടുണ്ട്, ഒരു ആക്റ്റിവേറ്റർ അവതരിപ്പിക്കുന്നു. സ്വയം-പ്രചരണ രീതി നടപ്പിലാക്കാൻ താരതമ്യേന എളുപ്പമാണ്, കൂടാതെ വിവിധ സിന്തസിസ് പാരാമീറ്ററുകൾ സ്ഥിരമായി നിയന്ത്രിക്കാൻ എളുപ്പമാണ്. വലിയ തോതിലുള്ള സിന്തസിസ് വ്യവസായവൽക്കരണത്തിന്റെ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നു.

1999-ൽ തന്നെ, ബ്രിഡ്ജ്പോർട്ട് സ്വയം-പ്രചരണ ഉയർന്ന-താപനില സിന്തസിസ് രീതി ഉപയോഗിച്ച് സമന്വയിപ്പിച്ചു.SiC പൊടി, പക്ഷേ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളായി എത്തോക്സിസിലാൻ, ഫിനോൾ റെസിൻ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചു, അത് ചെലവേറിയതായിരുന്നു. ഗാവോ പാൻ, മറ്റുള്ളവർ എന്നിവ സംശ്ലേഷണത്തിനായി ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള Si പൊടിയും C പൊടിയും അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളായി ഉപയോഗിച്ചു.SiC പൊടിആർഗോൺ അന്തരീക്ഷത്തിലെ ഉയർന്ന താപനില പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിലൂടെ. നിങ് ലിന വലിയ കണിക തയ്യാറാക്കിSiC പൊടിദ്വിതീയ സിന്തസിസ് വഴി.

സെക്കൻഡ് റിസർച്ച് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ചൈന ഇലക്ട്രോണിക്സ് ടെക്നോളജി ഗ്രൂപ്പ് കോർപ്പറേഷൻ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത മീഡിയം-ഫ്രീക്വൻസി ഇൻഡക്ഷൻ ഹീറ്റിംഗ് ഫർണസ്, ഒരു നിശ്ചിത സ്റ്റോയ്കിയോമെട്രിക് അനുപാതത്തിൽ സിലിക്കൺ പൗഡറും കാർബൺ പൗഡറും തുല്യമായി കലർത്തി ഒരു ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിളിൽ സ്ഥാപിക്കുന്നു.ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിൾചൂടാക്കുന്നതിനായി ഒരു മീഡിയം-ഫ്രീക്വൻസി ഇൻഡക്ഷൻ തപീകരണ ചൂളയിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ താപനില മാറ്റം യഥാക്രമം താഴ്ന്ന-താപനില ഘട്ടത്തെയും ഉയർന്ന-താപനില ഘട്ടത്തെയും സമന്വയിപ്പിക്കാനും പരിവർത്തനം ചെയ്യാനും ഉപയോഗിക്കുന്നു. താഴ്ന്ന-താപനില ഘട്ടത്തിലെ β-SiC സിന്തസിസ് പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ താപനില Si യുടെ ബാഷ്പീകരണ താപനിലയേക്കാൾ കുറവായതിനാൽ, ഉയർന്ന വാക്വം കീഴിൽ β-SiC യുടെ സിന്തസിസ് സ്വയം പ്രചരണം ഉറപ്പാക്കും. α-SiC യുടെ സിന്തസിസിൽ ആർഗോൺ, ഹൈഡ്രജൻ, HCl വാതകം എന്നിവ അവതരിപ്പിക്കുന്ന രീതി യുടെ വിഘടനം തടയുന്നു.SiC പൊടിഉയർന്ന താപനില ഘട്ടത്തിൽ, α-SiC പൊടിയിലെ നൈട്രജന്റെ അളവ് ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും.

ഷാൻഡോങ് ടിയാൻയു ഒരു സിന്തസിസ് ഫർണസ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്തു, അതിൽ സിലിക്കൺ അസംസ്കൃത വസ്തുവായി സിലാൻ വാതകവും കാർബൺ അസംസ്കൃത വസ്തുവായി കാർബൺ പൊടിയും ഉപയോഗിച്ചു. അവതരിപ്പിച്ച അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ അളവ് രണ്ട്-ഘട്ട സിന്തസിസ് രീതി ഉപയോഗിച്ച് ക്രമീകരിച്ചു, അവസാനമായി സംശ്ലേഷണം ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കണികാ വലിപ്പം 50 നും 5 000 um നും ഇടയിലായിരുന്നു.

 

1 പൊടി സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയുടെ നിയന്ത്രണ ഘടകങ്ങൾ

 

1.1 പൊടി കണികകളുടെ വലിപ്പത്തിന്റെ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയിലെ പ്രഭാവം

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിയുടെ കണികാ വലിപ്പം തുടർന്നുള്ള സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയിൽ വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. ഗ്യാസ് ഫേസ് ഘടകത്തിലെ സിലിക്കണിന്റെയും കാർബണിന്റെയും മോളാർ അനുപാതം മാറ്റുന്നതിലൂടെയാണ് പിവിടി രീതിയിലൂടെ എസ്‌ഐസി സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലിന്റെ വളർച്ച പ്രധാനമായും കൈവരിക്കുന്നത്, കൂടാതെ ഗ്യാസ് ഫേസ് ഘടകത്തിലെ സിലിക്കണിന്റെയും കാർബണിന്റെയും മോളാർ അനുപാതം സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിയുടെ കണികാ വലുപ്പവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. കണികാ വലുപ്പം കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് വളർച്ചാ സംവിധാനത്തിന്റെ ആകെ മർദ്ദവും സിലിക്കൺ-കാർബൺ അനുപാതവും വർദ്ധിക്കുന്നു. കണികാ വലുപ്പം 2-3 മില്ലിമീറ്ററിൽ നിന്ന് 0.06 മില്ലിമീറ്ററായി കുറയുമ്പോൾ, സിലിക്കൺ-കാർബൺ അനുപാതം 1.3 ൽ നിന്ന് 4.0 ആയി വർദ്ധിക്കുന്നു. കണികകൾ ഒരു പരിധിവരെ ചെറുതാകുമ്പോൾ, സിഐ ഭാഗിക മർദ്ദം വർദ്ധിക്കുന്നു, വളരുന്ന ക്രിസ്റ്റലിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ സിഐ ഫിലിമിന്റെ ഒരു പാളി രൂപം കൊള്ളുന്നു, ഇത് വാതക-ദ്രാവക-ഖര വളർച്ചയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു, ഇത് ക്രിസ്റ്റലിലെ പോളിമോർഫിസം, പോയിന്റ് വൈകല്യങ്ങൾ, ലൈൻ വൈകല്യങ്ങൾ എന്നിവയെ ബാധിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ഉയർന്ന ശുദ്ധതയുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിയുടെ കണികാ വലുപ്പം നന്നായി നിയന്ത്രിക്കണം.

കൂടാതെ, SiC പൊടി കണങ്ങളുടെ വലിപ്പം താരതമ്യേന ചെറുതാകുമ്പോൾ, പൊടി വേഗത്തിൽ വിഘടിക്കുന്നു, ഇത് SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ അമിത വളർച്ചയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു. ഒരു വശത്ത്, SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയുടെ ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള അന്തരീക്ഷത്തിൽ, സിന്തസിസിന്റെയും വിഘടിപ്പിക്കലിന്റെയും രണ്ട് പ്രക്രിയകളും ഒരേസമയം നടക്കുന്നു. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടി വിഘടിപ്പിച്ച് Si, Si2C, SiC2 പോലുള്ള വാതക ഘട്ടത്തിലും ഖര ഘട്ടത്തിലും കാർബൺ രൂപപ്പെടുത്തും, ഇത് പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ പൊടിയുടെ ഗുരുതരമായ കാർബണൈസേഷനും ക്രിസ്റ്റലിൽ കാർബൺ ഉൾപ്പെടുത്തലുകളുടെ രൂപീകരണത്തിനും കാരണമാകുന്നു; മറുവശത്ത്, പൊടിയുടെ വിഘടിപ്പിക്കൽ നിരക്ക് താരതമ്യേന വേഗത്തിലാകുമ്പോൾ, വളർന്ന SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലിന്റെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന മാറാൻ സാധ്യതയുണ്ട്, ഇത് വളർന്ന SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലിന്റെ ഗുണനിലവാരം നിയന്ത്രിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു.

 

1.2 പൊടി ക്രിസ്റ്റൽ രൂപത്തിന്റെ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയിലെ പ്രഭാവം

ഉയർന്ന താപനിലയിൽ SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലിന്റെ PVT രീതിയിലുള്ള വളർച്ച ഒരു സപ്ലൈമേഷൻ-റീക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ പ്രക്രിയയാണ്. SiC അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ ക്രിസ്റ്റൽ രൂപത്തിന് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയിൽ ഒരു പ്രധാന സ്വാധീനമുണ്ട്. പൊടി സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയിൽ, യൂണിറ്റ് സെല്ലിന്റെ ക്യൂബിക് ഘടനയുള്ള താഴ്ന്ന-താപനില സിന്തസിസ് ഘട്ടം (β-SiC), യൂണിറ്റ് സെല്ലിന്റെ ഷഡ്ഭുജ ഘടനയുള്ള ഉയർന്ന-താപനില സിന്തസിസ് ഘട്ടം (α-SiC) എന്നിവയാണ് പ്രധാനമായും ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നത്. നിരവധി സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ക്രിസ്റ്റൽ രൂപങ്ങളും ഇടുങ്ങിയ താപനില നിയന്ത്രണ ശ്രേണിയും ഉണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, 1900°C ന് മുകളിലുള്ള താപനിലയിൽ 3C-SiC ഷഡ്ഭുജ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പോളിമോർഫായി, അതായത് 4H/6H-SiC ആയി രൂപാന്തരപ്പെടും.

ഒറ്റ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ പ്രക്രിയയിൽ, പരലുകൾ വളർത്താൻ β-SiC പൊടി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, സിലിക്കൺ-കാർബൺ മോളാർ അനുപാതം 5.5 ൽ കൂടുതലായിരിക്കും, അതേസമയം പരലുകൾ വളർത്താൻ α-SiC പൊടി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, സിലിക്കൺ-കാർബൺ മോളാർ അനുപാതം 1.2 ആണ്. താപനില ഉയരുമ്പോൾ, ക്രൂസിബിളിൽ ഒരു ഘട്ടം പരിവർത്തനം സംഭവിക്കുന്നു. ഈ സമയത്ത്, വാതക ഘട്ടത്തിലെ മോളാർ അനുപാതം വലുതായിത്തീരുന്നു, ഇത് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയ്ക്ക് അനുയോജ്യമല്ല. കൂടാതെ, കാർബൺ, സിലിക്കൺ, സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള മറ്റ് വാതക ഘട്ട മാലിന്യങ്ങൾ ഘട്ടം പരിവർത്തന പ്രക്രിയയിൽ എളുപ്പത്തിൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ മാലിന്യങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം ക്രിസ്റ്റലിൽ മൈക്രോട്യൂബുകളും ശൂന്യതകളും വളർത്താൻ കാരണമാകുന്നു. അതിനാൽ, പൊടി ക്രിസ്റ്റൽ രൂപം കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കണം.

 

1.3 പരൽ വളർച്ചയിൽ പൊടി മാലിന്യങ്ങളുടെ പ്രഭാവം

SiC പൊടിയിലെ മാലിന്യത്തിന്റെ അളവ് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയ്ക്കിടെയുള്ള സ്വയമേവയുള്ള ന്യൂക്ലിയേഷനെ ബാധിക്കുന്നു. മാലിന്യത്തിന്റെ അളവ് കൂടുന്തോറും ക്രിസ്റ്റൽ സ്വയമേവ ന്യൂക്ലിയേറ്റ് ചെയ്യപ്പെടാനുള്ള സാധ്യത കുറവാണ്. SiC-യെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, പ്രധാന ലോഹ മാലിന്യങ്ങളിൽ B, Al, V, Ni എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു, ഇവ സിലിക്കൺ പൊടിയുടെയും കാർബൺ പൊടിയുടെയും സംസ്കരണ സമയത്ത് പ്രോസസ്സിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ വഴി അവതരിപ്പിക്കപ്പെടാം. അവയിൽ, B, Al എന്നിവ SiC-യിലെ പ്രധാന ആഴം കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ നില സ്വീകാര്യ മാലിന്യങ്ങളാണ്, ഇത് SiC പ്രതിരോധശേഷിയിൽ കുറവുണ്ടാക്കുന്നു. മറ്റ് ലോഹ മാലിന്യങ്ങൾ നിരവധി ഊർജ്ജ നിലകൾ അവതരിപ്പിക്കും, ഇത് ഉയർന്ന താപനിലയിൽ SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ അസ്ഥിരമായ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു, കൂടാതെ ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള സെമി-ഇൻസുലേറ്റിംഗ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളുടെ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് പ്രതിരോധശേഷിയിൽ കൂടുതൽ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. അതിനാൽ, ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടി കഴിയുന്നത്ര സമന്വയിപ്പിക്കണം.

 

1.4 പൊടിയിലെ നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയിലെ പ്രഭാവം

നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ അളവ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിന്റെ പ്രതിരോധശേഷി നിർണ്ണയിക്കുന്നു. പൊടി സിന്തസിസ് സമയത്ത് പക്വമായ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ പ്രക്രിയ അനുസരിച്ച് പ്രധാന നിർമ്മാതാക്കൾ സിന്തറ്റിക് മെറ്റീരിയലിലെ നൈട്രജൻ ഡോപ്പിംഗ് സാന്ദ്രത ക്രമീകരിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഉയർന്ന പ്യൂരിറ്റി സെമി-ഇൻസുലേറ്റിംഗ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളാണ് മിലിട്ടറി കോർ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾക്ക് ഏറ്റവും പ്രതീക്ഷ നൽകുന്ന വസ്തുക്കൾ. ഉയർന്ന റെസിസ്റ്റിവിറ്റിയും മികച്ച വൈദ്യുത ഗുണങ്ങളുമുള്ള ഉയർന്ന പ്യൂരിറ്റി സെമി-ഇൻസുലേറ്റിംഗ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ വളർത്തുന്നതിന്, സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലെ പ്രധാന അശുദ്ധി നൈട്രജന്റെ ഉള്ളടക്കം താഴ്ന്ന നിലയിൽ നിയന്ത്രിക്കണം. കണ്ടക്റ്റീവ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾക്ക് താരതമ്യേന ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയിൽ നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കം നിയന്ത്രിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

 

2 പൊടി സിന്തസിസിനുള്ള പ്രധാന നിയന്ത്രണ സാങ്കേതികവിദ്യ

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളുടെ വ്യത്യസ്ത ഉപയോഗ പരിതസ്ഥിതികൾ കാരണം, വളർച്ചാ പൊടികൾക്കായുള്ള സിന്തസിസ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്കും വ്യത്യസ്ത പ്രക്രിയകളുണ്ട്. N-ടൈപ്പ് കണ്ടക്റ്റീവ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ ഗ്രോത്ത് പൗഡറുകൾക്ക്, ഉയർന്ന അശുദ്ധി പരിശുദ്ധിയും സിംഗിൾ ഫേസും ആവശ്യമാണ്; സെമി-ഇൻസുലേറ്റിംഗ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ ഗ്രോത്ത് പൗഡറുകൾക്ക്, നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ കർശന നിയന്ത്രണം ആവശ്യമാണ്.

 

2.1 പൊടി കണങ്ങളുടെ വലിപ്പ നിയന്ത്രണം

2.1.1 സിന്തസിസ് താപനില

മറ്റ് പ്രക്രിയാ സാഹചര്യങ്ങൾ മാറ്റമില്ലാതെ നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട്, 1900 ℃, 2000 ℃, 2100 ℃, 2200 ℃ എന്നീ സിന്തസിസ് താപനിലയിൽ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന SiC പൊടികളുടെ സാമ്പിളുകൾ എടുത്ത് വിശകലനം ചെയ്തു. ചിത്രം 1 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, 1900 ℃ ൽ കണികാ വലിപ്പം 250~600 μm ആണെന്നും, 2000 ℃ ൽ കണികാ വലിപ്പം 600~850 μm ആയി വർദ്ധിക്കുന്നുവെന്നും, കണികാ വലിപ്പം ഗണ്യമായി മാറുന്നതായും കാണാൻ കഴിയും. താപനില 2100 ℃ ആയി ഉയരുന്നത് തുടരുമ്പോൾ, SiC പൊടിയുടെ കണികാ വലിപ്പം 850~2360 μm ആണ്, വർദ്ധനവ് സൗമ്യമായിരിക്കും. 2200 ℃ ലെ SiC യുടെ കണികാ വലിപ്പം ഏകദേശം 2360 μm ൽ സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്. 1900 ℃ മുതൽ സിന്തസിസ് താപനിലയിലെ വർദ്ധനവ് SiC കണിക വലുപ്പത്തിൽ നല്ല സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. സിന്തസിസ് താപനില 2100 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ നിന്ന് വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുമ്പോൾ, കണിക വലുപ്പത്തിൽ കാര്യമായ മാറ്റമുണ്ടാകില്ല. അതിനാൽ, സിന്തസിസ് താപനില 2100 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസായി സജ്ജീകരിക്കുമ്പോൾ, കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗത്തിൽ ഒരു വലിയ കണിക വലുപ്പം സമന്വയിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

 

2.1.2 സിന്തസിസ് സമയം

മറ്റ് പ്രക്രിയാ വ്യവസ്ഥകൾ മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു, കൂടാതെ സിന്തസിസ് സമയം യഥാക്രമം 4 മണിക്കൂർ, 8 മണിക്കൂർ, 12 മണിക്കൂർ എന്നിങ്ങനെ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ജനറേറ്റ് ചെയ്ത SiC പൊടി സാമ്പിൾ വിശകലനം ചിത്രം 2 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. സിന്തസിസ് സമയം SiC യുടെ കണിക വലുപ്പത്തിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നതായി കണ്ടെത്തി. സിന്തസിസ് സമയം 4 മണിക്കൂർ ആയിരിക്കുമ്പോൾ, കണികാ വലിപ്പം പ്രധാനമായും 200 μm ൽ വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു; സിന്തസിസ് സമയം 8 മണിക്കൂർ ആയിരിക്കുമ്പോൾ, സിന്തറ്റിക് കണിക വലുപ്പം ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുന്നു, പ്രധാനമായും ഏകദേശം 1 000 μm ൽ വിതരണം ചെയ്യുന്നു; സിന്തസിസ് സമയം വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുമ്പോൾ, കണികാ വലിപ്പം കൂടുതൽ വർദ്ധിക്കുന്നു, പ്രധാനമായും ഏകദേശം 2 000 μm ൽ വിതരണം ചെയ്യുന്നു.

 

2.1.3 അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ കണിക വലിപ്പത്തിന്റെ സ്വാധീനം

ആഭ്യന്തര സിലിക്കൺ മെറ്റീരിയൽ ഉൽപ്പാദന ശൃംഖല ക്രമേണ മെച്ചപ്പെടുന്നതിനനുസരിച്ച്, സിലിക്കൺ വസ്തുക്കളുടെ പരിശുദ്ധിയും കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുന്നു. നിലവിൽ, സിന്തസിസിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന സിലിക്കൺ വസ്തുക്കളെ പ്രധാനമായും ഗ്രാനുലാർ സിലിക്കൺ, പൊടിച്ച സിലിക്കൺ എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു, ചിത്രം 3 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ.

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സിന്തസിസ് പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്താൻ വ്യത്യസ്ത സിലിക്കൺ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിച്ചു. സിന്തറ്റിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ താരതമ്യം ചിത്രം 4 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ബ്ലോക്ക് സിലിക്കൺ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഉൽപ്പന്നത്തിൽ വലിയ അളവിൽ Si മൂലകങ്ങൾ ഉണ്ടെന്ന് വിശകലനം കാണിക്കുന്നു. സിലിക്കൺ ബ്ലോക്ക് രണ്ടാമതും തകർത്തതിനുശേഷം, സിന്തറ്റിക് ഉൽപ്പന്നത്തിലെ Si മൂലകം ഗണ്യമായി കുറയുന്നു, പക്ഷേ അത് ഇപ്പോഴും നിലനിൽക്കുന്നു. ഒടുവിൽ, സിന്തസിസിനായി സിലിക്കൺ പൊടി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഉൽപ്പന്നത്തിൽ SiC മാത്രമേ ഉള്ളൂ. കാരണം, ഉൽപാദന പ്രക്രിയയിൽ, വലിയ വലിപ്പത്തിലുള്ള ഗ്രാനുലാർ സിലിക്കൺ ആദ്യം ഉപരിതല സിന്തസിസ് പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന് വിധേയമാക്കേണ്ടതുണ്ട്, കൂടാതെ ഉപരിതലത്തിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സമന്വയിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് ആന്തരിക Si പൊടി C പൊടിയുമായി കൂടുതൽ സംയോജിപ്പിക്കുന്നത് തടയുന്നു. അതിനാൽ, ബ്ലോക്ക് സിലിക്കൺ അസംസ്കൃത വസ്തുവായി ഉപയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ, അത് പൊടിച്ച് ദ്വിതീയ സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയ്ക്ക് വിധേയമാക്കേണ്ടതുണ്ട്, തുടർന്ന് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയ്ക്കായി സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടി ലഭിക്കുന്നു.

 

2.2 പൗഡർ ക്രിസ്റ്റൽ ഫോം നിയന്ത്രണം

 

2.2.1 സിന്തസിസ് താപനിലയുടെ സ്വാധീനം

മറ്റ് പ്രക്രിയാ സാഹചര്യങ്ങൾ മാറ്റമില്ലാതെ നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട്, സിന്തസിസ് താപനില 1500℃, 1700℃, 1900℃, 2100℃ എന്നിങ്ങനെയാണ് നിലനിർത്തുന്നത്, ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന SiC പൊടി സാമ്പിൾ എടുത്ത് വിശകലനം ചെയ്യുന്നു. ചിത്രം 5-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, β-SiC മണ്ണിന്റെ മഞ്ഞയാണ്, α-SiC ഇളം നിറമാണ്. സിന്തസിസ് ചെയ്ത പൊടിയുടെ നിറവും രൂപഘടനയും നിരീക്ഷിച്ചുകൊണ്ട്, 1500℃, 1700℃ താപനിലയിൽ സിന്തസിസ് ചെയ്ത ഉൽപ്പന്നം β-SiC ആണെന്ന് നിർണ്ണയിക്കാൻ കഴിയും. 1900℃-ൽ, നിറം ഭാരം കുറഞ്ഞതായി മാറുന്നു, ഷഡ്ഭുജ കണികകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു, ഇത് താപനില 1900℃ ആയി ഉയർന്നതിനുശേഷം, ഒരു ഘട്ടം പരിവർത്തനം സംഭവിക്കുകയും β-SiC യുടെ ഒരു ഭാഗം α-SiC ആയി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു എന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു; താപനില 2100℃ ആയി ഉയരുന്നത് തുടരുമ്പോൾ, സിന്തസിസ് ചെയ്ത കണികകൾ സുതാര്യമാണെന്നും α-SiC അടിസ്ഥാനപരമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടെന്നും കണ്ടെത്തി.

 

2.2.2 സിന്തസിസ് സമയത്തിന്റെ പ്രഭാവം

മറ്റ് പ്രക്രിയാ വ്യവസ്ഥകൾ മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു, കൂടാതെ സിന്തസിസ് സമയം യഥാക്രമം 4 മണിക്കൂർ, 8 മണിക്കൂർ, 12 മണിക്കൂർ എന്നിങ്ങനെ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കപ്പെട്ട SiC പൊടി ഡിഫ്രാക്ടോമീറ്റർ (XRD) ഉപയോഗിച്ച് സാമ്പിൾ എടുത്ത് വിശകലനം ചെയ്യുന്നു. ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 6 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. SiC പൊടി ഉപയോഗിച്ച് സിന്തസിസ് സമയം സമന്വയിപ്പിച്ച ഉൽപ്പന്നത്തിൽ ഒരു നിശ്ചിത സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. സിന്തസിസ് സമയം 4 മണിക്കൂറും 8 മണിക്കൂറും ആയിരിക്കുമ്പോൾ, സിന്തറ്റിക് ഉൽപ്പന്നം പ്രധാനമായും 6H-SiC ആണ്; സിന്തസിസ് സമയം 12 മണിക്കൂറാകുമ്പോൾ, 15R-SiC ഉൽപ്പന്നത്തിൽ ദൃശ്യമാകുന്നു.

 

2.2.3 അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ അനുപാതത്തിന്റെ സ്വാധീനം

മറ്റ് പ്രക്രിയകൾ മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു, സിലിക്കൺ-കാർബൺ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ അളവ് വിശകലനം ചെയ്യുന്നു, സിന്തസിസ് പരീക്ഷണങ്ങൾക്ക് അനുപാതങ്ങൾ യഥാക്രമം 1.00, 1.05, 1.10, 1.15 എന്നിവയാണ്. ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 7 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

XRD സ്പെക്ട്രത്തിൽ നിന്ന്, സിലിക്കൺ-കാർബൺ അനുപാതം 1.05 ൽ കൂടുതലാകുമ്പോൾ, അധിക Si ഉൽപ്പന്നത്തിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നുവെന്നും, സിലിക്കൺ-കാർബൺ അനുപാതം 1.05 ൽ കുറവാകുമ്പോൾ, അധിക C പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നുവെന്നും കാണാൻ കഴിയും. സിലിക്കൺ-കാർബൺ അനുപാതം 1.05 ആകുമ്പോൾ, സിന്തറ്റിക് ഉൽപ്പന്നത്തിലെ സ്വതന്ത്ര കാർബൺ അടിസ്ഥാനപരമായി ഇല്ലാതാക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ സ്വതന്ത്ര സിലിക്കൺ ദൃശ്യമാകില്ല. അതിനാൽ, ഉയർന്ന ശുദ്ധതയുള്ള SiC സമന്വയിപ്പിക്കുന്നതിന് സിലിക്കൺ-കാർബൺ അനുപാതത്തിന്റെ അളവ് അനുപാതം 1.05 ആയിരിക്കണം.

 

2.3 പൊടിയിലെ കുറഞ്ഞ നൈട്രജൻ അളവ് നിയന്ത്രിക്കൽ

2.3.1 സിന്തറ്റിക് അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ

ഈ പരീക്ഷണത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ ഉയർന്ന ശുദ്ധതയുള്ള കാർബൺ പൊടിയും ഉയർന്ന ശുദ്ധതയുള്ള സിലിക്കൺ പൊടിയുമാണ്, ഇവയുടെ ശരാശരി വ്യാസം 20 μm ആണ്. ചെറിയ കണിക വലിപ്പവും വലിയ പ്രത്യേക ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണവും കാരണം, വായുവിൽ N2 ആഗിരണം ചെയ്യാൻ എളുപ്പമാണ്. പൊടി സമന്വയിപ്പിക്കുമ്പോൾ, അത് പൊടിയുടെ ക്രിസ്റ്റൽ രൂപത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവരും. N-തരം പരലുകളുടെ വളർച്ചയ്ക്കായി, പൊടിയിലെ N2 ന്റെ അസമമായ ഡോപ്പിംഗ് ക്രിസ്റ്റലിന്റെ അസമമായ പ്രതിരോധത്തിനും ക്രിസ്റ്റൽ രൂപത്തിൽ പോലും മാറ്റങ്ങൾക്കും കാരണമാകുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ അവതരിപ്പിച്ചതിനുശേഷം സമന്വയിപ്പിച്ച പൊടിയിലെ നൈട്രജൻ അളവ് ഗണ്യമായി കുറവാണ്. കാരണം ഹൈഡ്രജൻ തന്മാത്രകളുടെ അളവ് ചെറുതാണ്. കാർബൺ പൊടിയിലും സിലിക്കൺ പൊടിയിലും ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന N2 ചൂടാക്കി ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് വിഘടിപ്പിക്കുമ്പോൾ, H2 പൊടികൾക്കിടയിലുള്ള വിടവിലേക്ക് അതിന്റെ ചെറിയ വോളിയം ഉപയോഗിച്ച് പൂർണ്ണമായും വ്യാപിക്കുകയും N2 ന്റെ സ്ഥാനം മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ വാക്വം പ്രക്രിയയിൽ N2 ക്രൂസിബിളിൽ നിന്ന് രക്ഷപ്പെടുകയും നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കം നീക്കം ചെയ്യുക എന്ന ലക്ഷ്യം കൈവരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

 

2.3.2 സിന്തസിസ് പ്രക്രിയ

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിയുടെ സമന്വയ സമയത്ത്, കാർബൺ ആറ്റങ്ങളുടെയും നൈട്രജൻ ആറ്റങ്ങളുടെയും ആരം സമാനമായതിനാൽ, നൈട്രജൻ സിലിക്കൺ കാർബൈഡിലെ കാർബൺ ഒഴിവുകൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കും, അതുവഴി നൈട്രജൻ അളവ് വർദ്ധിക്കും. ഈ പരീക്ഷണ പ്രക്രിയയിൽ H2 അവതരിപ്പിക്കുന്ന രീതി സ്വീകരിക്കുന്നു, കൂടാതെ H2 സിന്തസിസ് ക്രൂസിബിളിലെ കാർബൺ, സിലിക്കൺ മൂലകങ്ങളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് C2H2, C2H, SiH വാതകങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. വാതക ഘട്ടം സംക്രമണത്തിലൂടെ കാർബൺ മൂലകത്തിന്റെ അളവ് വർദ്ധിക്കുകയും അതുവഴി കാർബൺ ഒഴിവുകൾ കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. നൈട്രജൻ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിന്റെ ലക്ഷ്യം കൈവരിക്കപ്പെടുന്നു.

 

2.3.3 പശ്ചാത്തല നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്ക നിയന്ത്രണം പ്രക്രിയ ചെയ്യുക

ഗ്യാസ് ഫേസ് ഘടകങ്ങളിലെ Si നീരാവി ആഗിരണം ചെയ്യാനും, ഗ്യാസ് ഫേസ് ഘടകങ്ങളിലെ Si കുറയ്ക്കാനും, അങ്ങനെ C/Si വർദ്ധിപ്പിക്കാനും വലിയ പോറോസിറ്റി ഉള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിളുകൾ അധിക C സ്രോതസ്സുകളായി ഉപയോഗിക്കാം. അതേസമയം, ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിളുകൾക്ക് Si അന്തരീക്ഷവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് Si2C, SiC2, SiC എന്നിവ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് Si അന്തരീക്ഷത്തിന് തുല്യമാണ്, ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിളിൽ നിന്ന് C സ്രോതസ്സിനെ വളർച്ചാ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവരികയും, C അനുപാതം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും, കാർബൺ-സിലിക്കൺ അനുപാതം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, വലിയ പോറോസിറ്റി ഉള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിളുകൾ ഉപയോഗിച്ച് കാർബൺ-സിലിക്കൺ അനുപാതം വർദ്ധിപ്പിക്കാനും, കാർബൺ ഒഴിവുകൾ കുറയ്ക്കാനും, നൈട്രജൻ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ലക്ഷ്യം നേടാനും കഴിയും.

 

3 സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ പൗഡർ സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയുടെ വിശകലനവും രൂപകൽപ്പനയും

 

3.1 സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയുടെ തത്വവും രൂപകൽപ്പനയും

പൊടി സിന്തസിസിന്റെ കണിക വലിപ്പം, ക്രിസ്റ്റൽ രൂപം, നൈട്രജൻ അളവ് എന്നിവയുടെ നിയന്ത്രണത്തെക്കുറിച്ചുള്ള മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ച സമഗ്ര പഠനത്തിലൂടെ, ഒരു സിന്തസിസ് പ്രക്രിയ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെടുന്നു. ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള സി പൊടിയും Si പൊടിയും തിരഞ്ഞെടുത്ത്, അവ തുല്യമായി കലർത്തി 1.05 എന്ന സിലിക്കൺ-കാർബൺ അനുപാതം അനുസരിച്ച് ഒരു ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിളിലേക്ക് ലോഡ് ചെയ്യുന്നു. പ്രക്രിയ ഘട്ടങ്ങൾ പ്രധാനമായും നാല് ഘട്ടങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു:
1) താഴ്ന്ന താപനിലയിലുള്ള ഡീനൈട്രിഫിക്കേഷൻ പ്രക്രിയ, 5×10-4 Pa ലേക്ക് വാക്വം ചെയ്യുക, തുടർന്ന് ഹൈഡ്രജൻ നൽകുക, ചേമ്പറിലെ മർദ്ദം ഏകദേശം 80 kPa ആക്കുക, 15 മിനിറ്റ് നിലനിർത്തുക, നാല് തവണ ആവർത്തിക്കുക. ഈ പ്രക്രിയയ്ക്ക് കാർബൺ പൊടിയുടെയും സിലിക്കൺ പൊടിയുടെയും ഉപരിതലത്തിലെ നൈട്രജൻ മൂലകങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യാൻ കഴിയും.
2) ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള ഡീനൈട്രിഫിക്കേഷൻ പ്രക്രിയ, 5×10-4 Pa വരെ വാക്വം ചെയ്യുക, തുടർന്ന് 950 ℃ വരെ ചൂടാക്കുക, തുടർന്ന് ഹൈഡ്രജൻ അവതരിപ്പിക്കുക, ചേമ്പറിലെ മർദ്ദം ഏകദേശം 80 kPa ആക്കുക, 15 മിനിറ്റ് നിലനിർത്തുക, നാല് തവണ ആവർത്തിക്കുക. ഈ പ്രക്രിയയ്ക്ക് കാർബൺ പൊടിയുടെയും സിലിക്കൺ പൊടിയുടെയും ഉപരിതലത്തിലുള്ള നൈട്രജൻ മൂലകങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യാനും നൈട്രജനെ താപമേഖലയിലേക്ക് നയിക്കാനും കഴിയും.
3) താഴ്ന്ന താപനില ഘട്ട പ്രക്രിയയുടെ സിന്തസിസ്, 5×10-4 Pa ലേക്ക് മാറ്റുക, തുടർന്ന് 1350℃ വരെ ചൂടാക്കുക, 12 മണിക്കൂർ സൂക്ഷിക്കുക, തുടർന്ന് ചേമ്പറിലെ മർദ്ദം ഏകദേശം 80 kPa ആക്കുന്നതിന് ഹൈഡ്രജൻ നൽകുക, 1 മണിക്കൂർ സൂക്ഷിക്കുക. സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയിൽ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുന്ന നൈട്രജൻ നീക്കം ചെയ്യാൻ ഈ പ്രക്രിയയ്ക്ക് കഴിയും.
4) ഉയർന്ന താപനില ഘട്ട പ്രക്രിയയുടെ സമന്വയം, ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള ഹൈഡ്രജനും ആർഗോൺ മിശ്രിത വാതകവും ഒരു നിശ്ചിത വാതക വോളിയം ഫ്ലോ അനുപാതത്തിൽ നിറയ്ക്കുക, ചേമ്പർ മർദ്ദം ഏകദേശം 80 kPa ആക്കുക, താപനില 2100℃ ആയി ഉയർത്തുക, 10 മണിക്കൂർ സൂക്ഷിക്കുക. ഈ പ്രക്രിയ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിയെ β-SiC യിൽ നിന്ന് α-SiC ലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നത് പൂർത്തിയാക്കുകയും ക്രിസ്റ്റൽ കണങ്ങളുടെ വളർച്ച പൂർത്തിയാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഒടുവിൽ, ചേമ്പർ താപനില മുറിയിലെ താപനിലയിലേക്ക് തണുക്കാൻ കാത്തിരിക്കുക, അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിലേക്ക് നിറയ്ക്കുക, പൊടി പുറത്തെടുക്കുക.

 

3.2 പൊടി പോസ്റ്റ്-പ്രോസസ്സിംഗ് പ്രക്രിയ

മുകളിൽ പറഞ്ഞ പ്രക്രിയയിലൂടെ പൊടി സമന്വയിപ്പിച്ച ശേഷം, സ്വതന്ത്ര കാർബൺ, സിലിക്കൺ, മറ്റ് ലോഹ മാലിന്യങ്ങൾ എന്നിവ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനും കണിക വലുപ്പം സ്ക്രീൻ ചെയ്യുന്നതിനും പോസ്റ്റ്-പ്രോസസ് ചെയ്യണം. ആദ്യം, സമന്വയിപ്പിച്ച പൊടി ഒരു ബോൾ മില്ലിൽ പൊടിച്ച് പൊടിക്കുന്നതിനായി സ്ഥാപിക്കുന്നു, കൂടാതെ പൊടിച്ച സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടി ഒരു മഫിൽ ഫർണസിൽ സ്ഥാപിച്ച് ഓക്സിജൻ ഉപയോഗിച്ച് 450°C വരെ ചൂടാക്കുന്നു. പൊടിയിലെ സ്വതന്ത്ര കാർബൺ ചൂട് ഉപയോഗിച്ച് ഓക്സീകരിക്കപ്പെടുകയും ചേമ്പറിൽ നിന്ന് പുറത്തുവരുന്ന കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് വാതകം ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അങ്ങനെ സ്വതന്ത്ര കാർബൺ നീക്കംചെയ്യൽ കൈവരിക്കുന്നു. തുടർന്ന്, ഒരു അസിഡിക് ക്ലീനിംഗ് ദ്രാവകം തയ്യാറാക്കി ഒരു സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കണികാ ക്ലീനിംഗ് മെഷീനിൽ സ്ഥാപിച്ച് സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയിൽ ഉണ്ടാകുന്ന കാർബൺ, സിലിക്കൺ, അവശിഷ്ട ലോഹ മാലിന്യങ്ങൾ എന്നിവ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി വൃത്തിയാക്കുന്നു. അതിനുശേഷം, ശേഷിക്കുന്ന ആസിഡ് ശുദ്ധമായ വെള്ളത്തിൽ കഴുകി ഉണക്കുന്നു. ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയ്ക്കായി കണിക വലുപ്പം തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനായി ഉണങ്ങിയ പൊടി വൈബ്രേറ്റിംഗ് സ്ക്രീനിൽ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.