ഫിസിക്കൽ വേപ്പർ ട്രാൻസ്പോർട്ടേഷൻ എന്നാണ് പിവിടി രീതിയുടെ പൂർണ്ണനാമം, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് വളർത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു സാധാരണ രീതിയാണ് (സി.ഐ.സി)ഉയർന്ന താപനിലയിലും ഉയർന്ന മർദ്ദത്തിലും പരലുകൾ. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടി 2300 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു മുകളിലുള്ള താപനിലയിലും വാക്വത്തിനടുത്തുള്ള താഴ്ന്ന മർദ്ദമുള്ള അന്തരീക്ഷത്തിലും സപ്ലിമേഷനിലേക്ക് ചൂടാക്കുക എന്നതാണ് ഇതിന്റെ അടിസ്ഥാന തത്വം, ഇത് Si, Si2C, SiC2 തുടങ്ങിയ വാതക ഘടകങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഒരു പ്രതിപ്രവർത്തന വാതകം രൂപപ്പെടുത്തുന്നു. ഖര-ഘട്ട സപ്ലിമേഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനം വഴി രൂപം കൊള്ളുന്ന Si, C ഘടകങ്ങളുടെ വ്യത്യസ്ത വാതക-ഘട്ട ഭാഗിക മർദ്ദങ്ങൾ കാരണം, താപ മണ്ഡല വിതരണത്തിനനുസരിച്ച് Si/C സ്റ്റോയിക്കിയോമെട്രിക് അനുപാതം വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. അതിനാൽ, വളർച്ചാ അറയിലെ നിർദ്ദിഷ്ട ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ സ്ഥാനങ്ങളിൽ ഗ്യാസ്-ഘട്ട ഘടകങ്ങൾ എത്തുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ അവയുടെ വിതരണവും ഗതാഗതവും നിയന്ത്രിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.
ക്രമരഹിതമായ ഗ്യാസ്-ഫേസ് ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് രൂപപ്പെടുന്നത് തടയാൻ, ഗ്രോത്ത് ചേമ്പറിന്റെ മുകളിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സീഡ് ക്രിസ്റ്റലുകൾ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു. ഗ്യാസ്-ഫേസ് സൂപ്പർസാച്ചുറേഷന്റെ പ്രേരണയിൽ, ഗ്യാസ്-ഫേസ് ഘടകങ്ങൾ സീഡ് ക്രിസ്റ്റലിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ നിക്ഷേപിച്ച് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലുകൾ രൂപപ്പെടുത്തും. മുഴുവൻ പ്രതിപ്രവർത്തന പ്രക്രിയയും ഒരു അടച്ച വളർച്ചാ ചേമ്പറിലാണ് നടക്കുന്നത്, അവിടെ പ്രതിപ്രവർത്തന സംവിധാനത്തിന്റെ എല്ലാ പാരാമീറ്ററുകളും പരസ്പരം ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. വളർച്ചാ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഉണ്ടാകുന്ന ഏത് ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളും ഒറ്റ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയുടെ സ്ഥിരതയെ ബാധിക്കും.
കൂടാതെ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ വ്യത്യസ്ത ക്ലോസ്-പാക്ക്ഡ് ഘടനകൾ അവയുടെ ക്രിസ്റ്റൽ ഓറിയന്റേഷൻ അനുസരിച്ച് വ്യത്യസ്ത ആറ്റോമിക് കണക്ഷനിലേക്കും ബോണ്ടിംഗ് രീതികളിലേക്കും നയിക്കുന്നു, അങ്ങനെ 200-ലധികം ക്രിസ്റ്റൽ രൂപത്തിലുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഐസോമറുകൾ രൂപം കൊള്ളുന്നു. വ്യത്യസ്ത ക്രിസ്റ്റൽ രൂപങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ഊർജ്ജ പരിവർത്തന തടസ്സം വളരെ കുറവാണ്, അതിനാൽ പിവിടി സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ സംവിധാനത്തിൽ ക്രിസ്റ്റൽ ഫോം പരിവർത്തനം സംഭവിക്കാൻ സാധ്യതയുണ്ട്, ഇത് ക്രമരഹിതമായ ലക്ഷ്യ ക്രിസ്റ്റൽ രൂപങ്ങൾക്കും വിവിധ ക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ വൈകല്യങ്ങൾക്കും കാരണമാകുന്നു. അതിനാൽ, ക്രിസ്റ്റൽ രൂപവും ക്രിസ്റ്റൽ ഇൻഗോട്ടിന്റെ വിവിധ വൈകല്യങ്ങളും കണ്ടെത്തുന്നതിന് സമർപ്പിത പരിശോധന ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.
സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയയ്ക്ക് വളരെ ഉയർന്ന ആവശ്യകതകളുണ്ട്, പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്ന വശങ്ങളിൽ ഇത് പ്രകടമാണ്:
- സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിയുടെ സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയിൽ ധാരാളം പാരിസ്ഥിതിക മാലിന്യങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നതിനാൽ ഉയർന്ന ശുദ്ധതയുള്ള പൊടി ലഭിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. പ്രതിപ്രവർത്തന സ്രോതസ്സായി സിലിക്കൺ പൊടിയും കാർബൺ പൊടിയും തമ്മിലുള്ള അപൂർണ്ണമായ പ്രതിപ്രവർത്തനം Si/C അനുപാതത്തിൽ അസന്തുലിതാവസ്ഥയ്ക്ക് കാരണമാകും. സംശ്ലേഷണത്തിനു ശേഷമുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിയുടെ ക്രിസ്റ്റൽ രൂപവും കണികാ വലിപ്പവും നിയന്ത്രിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്.
- 2300℃ ന് മുകളിലുള്ള ഉയർന്ന താപനിലയിലും വാക്വത്തിനടുത്തുള്ള സാഹചര്യങ്ങളിലും, അടച്ച ഗ്രാഫൈറ്റ് ചേമ്പറിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഒരു "ഖര-വാതക-ഖര" പരിവർത്തനത്തിനും പുനഃക്രിസ്റ്റലൈസേഷൻ പ്രക്രിയയ്ക്കും വിധേയമാകുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയ്ക്ക് ഒരു നീണ്ട വളർച്ചാ ചക്രമുണ്ട്, നിയന്ത്രിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്, കൂടാതെ മൈക്രോട്യൂബ്യൂളുകൾ, ഉൾപ്പെടുത്തലുകൾ തുടങ്ങിയ വൈകല്യങ്ങൾക്ക് സാധ്യതയുണ്ട്.
- സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൽ 200-ലധികം വ്യത്യസ്ത ക്രിസ്റ്റൽ രൂപങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, എന്നാൽ ഉൽപ്പാദനത്തിന് സാധാരണയായി ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ രൂപം മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ. വളർച്ചാ പ്രക്രിയയിൽ, ക്രിസ്റ്റൽ രൂപ പരിവർത്തനം സംഭവിക്കാൻ സാധ്യതയുണ്ട്, ഇത് മൾട്ടിടൈപ്പ് ഉൾപ്പെടുത്തൽ വൈകല്യങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു. തയ്യാറെടുപ്പ് പ്രക്രിയയിൽ, ഒരു പ്രത്യേക ക്രിസ്റ്റൽ രൂപത്തെ സ്ഥിരമായി നിയന്ത്രിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, കൂടാതെ വ്യത്യസ്ത ക്രിസ്റ്റൽ രൂപങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ഊർജ്ജ പരിവർത്തന തടസ്സം വളരെ കുറവാണ്, ഇത് നിയന്ത്രണത്തിന്റെ ബുദ്ധിമുട്ട് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഈ കാലയളവിൽ പാരാമീറ്റർ നിയന്ത്രണത്തിനും അനുബന്ധ ഗവേഷണത്തിനും വലിയ ഗവേഷണ വികസന ചെലവുകൾ ആവശ്യമാണ്, ഇത് അനുരൂപമായ സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ ഉയർന്ന വിലയ്ക്കുള്ള കാരണങ്ങളിലൊന്നാണ്.
പോസ്റ്റ് സമയം: ജൂലൈ-03-2025