സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC) പരലുകളുടെ വളർച്ചയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സാങ്കേതികവിദ്യ എന്താണ്?

1.സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൗഡർ ഡോപ്പിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിയിൽ ഉചിതമായ അളവിൽ Ce മൂലകം ഡോപ്പ് ചെയ്യുന്നത് 4H-SiC യുടെ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ രൂപത്തിന്റെ സ്ഥിരമായ വളർച്ചയുടെ ഫലം കൈവരിക്കും. പൊടി വസ്തുക്കളിൽ Ce മൂലകങ്ങളുടെ ഡോപ്പ് ചെയ്യുന്നത് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പരലുകളുടെ വളർച്ചാ നിരക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കുമെന്നും അതുവഴി പരലുകൾ വേഗത്തിൽ വളരുമെന്നും പ്രായോഗിക അനുഭവം തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ ഓറിയന്റേഷൻ നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ ദിശ കൂടുതൽ ഏകീകൃതവും ക്രമീകൃതവുമാക്കുന്നു. പരലുകളിലെ മാലിന്യങ്ങളുടെ ഉത്പാദനം തടയുക, വൈകല്യങ്ങളുടെ രൂപീകരണം കുറയ്ക്കുക, സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ രൂപത്തിലുള്ള പരലുകളും ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള പരലുകളും ലഭിക്കുന്നത് എളുപ്പമാക്കുന്നു. ഇത് ക്രിസ്റ്റലിന്റെ പിൻഭാഗത്തുള്ള നാശത്തെ തടയുകയും ക്രിസ്റ്റലിന്റെ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ നിരക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും.

2.ആക്സിയൽ, റേഡിയൽ താപനില ഫീൽഡ് ഗ്രേഡിയന്റ് നിയന്ത്രണ സാങ്കേതികവിദ്യ
അച്ചുതണ്ട് താപനില ഗ്രേഡിയന്റ് പ്രധാനമായും ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ രൂപത്തെയും ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ കാര്യക്ഷമതയെയും ബാധിക്കുന്നു. വളരെ ചെറിയ താപനില ഗ്രേഡിയന്റ് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ പ്രക്രിയയിൽ ഹെറ്ററോക്രിസ്റ്റലുകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതിലേക്ക് നയിക്കുകയും വാതക പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഗതാഗത നിരക്കിനെ ബാധിക്കുകയും ചെയ്യും, ഇത് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ നിരക്കിൽ കുറവുണ്ടാക്കുന്നു. ഉചിതമായ അച്ചുതണ്ട്, റേഡിയൽ താപനില ഗ്രേഡിയന്റുകൾ SiC ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വളർച്ചയെ സഹായിക്കുകയും ക്രിസ്റ്റൽ ഗുണനിലവാരത്തിന്റെ സ്ഥിരത നിലനിർത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

3. ബേസിസ് പ്ലെയിൻ ഡിസ്‌ലോക്കേഷൻ (ബിപിഡി) നിയന്ത്രണ സാങ്കേതികവിദ്യ
BPD വൈകല്യ രൂപീകരണത്തിന്റെ പ്രധാന കാരണം ക്രിസ്റ്റലിലെ ഷിയർ സ്ട്രെസ്, ക്രിട്ടിക്കൽ ഷിയർ സ്ട്രെസിനെ കവിയുന്നു എന്നതാണ്.SiC ക്രിസ്റ്റൽ, സ്ലിപ്പ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ സജീവമാക്കലിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ബിപിഡി ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ ദിശയ്ക്ക് ലംബമായതിനാൽ, ഇത് പ്രധാനമായും ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ പ്രക്രിയയിലും പിന്നീടുള്ള ക്രിസ്റ്റൽ തണുപ്പിക്കൽ പ്രക്രിയയിലും ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു.

4.ഗ്യാസ് ഫേസ് ഘടക അനുപാത നിയന്ത്രണവും നിയന്ത്രണ സാങ്കേതികവിദ്യയും
ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ പ്രക്രിയയിൽ, വളർച്ചാ പരിതസ്ഥിതിയിൽ കാർബൺ-സിലിക്കൺ അനുപാതവും വാതക-ഘട്ട ഘടക അനുപാതവും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് ഒരൊറ്റ ക്രിസ്റ്റൽ രൂപത്തിന്റെ സ്ഥിരമായ വളർച്ച കൈവരിക്കുന്നതിനുള്ള ഫലപ്രദമായ നടപടിയാണ്. ഉയർന്ന കാർബൺ-സിലിക്കൺ അനുപാതം വലിയ സ്റ്റെപ്പ് കോൾസെൻസ് കുറയ്ക്കുകയും വിത്ത് ക്രിസ്റ്റൽ പ്രതലത്തിൽ വളർച്ചാ വിവരങ്ങളുടെ പാരമ്പര്യം നിലനിർത്തുകയും ചെയ്യുന്നതിനാൽ, അത് പോളിമോർഫിസത്തെ അടിച്ചമർത്താൻ കഴിയും.

5.ലോ-സ്ട്രെസ് നിയന്ത്രണ സാങ്കേതികവിദ്യ
പരൽ വളർച്ചാ പ്രക്രിയയിൽ, സമ്മർദ്ദത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം ആന്തരിക പരൽ തലങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുംസി.ഐ.സിവളയുക, ഇത് ക്രിസ്റ്റലിന്റെ ഗുണനിലവാരം മോശമാകുന്നതിനും ക്രിസ്റ്റൽ പൊട്ടുന്നതിനും കാരണമാകുന്നു. മാത്രമല്ല, വലിയ സമ്മർദ്ദം വേഫറിന്റെ അടിസ്ഥാന തലത്തിൽ സ്ഥാനഭ്രംശം വർദ്ധിക്കുന്നതിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം. എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പ്രക്രിയയിൽ ഈ വൈകല്യങ്ങൾ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളിയിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുകയും പിന്നീടുള്ള ഘട്ടത്തിൽ ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രകടനത്തെ ഗുരുതരമായി ബാധിക്കുകയും ചെയ്യും.

ക്രിസ്റ്റലിനുള്ളിലെ സമ്മർദ്ദം കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള പ്രക്രിയ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള നിരവധി രീതികൾ ഇതാ:

1. SiC സിംഗിൾ പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കുന്നതിന് താപനില ഫീൽഡ് വിതരണവും പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകളും ക്രമീകരിക്കുകപരൽ വളർച്ചകഴിയുന്നത്ര സന്തുലിതാവസ്ഥയോട് അടുത്ത സാഹചര്യങ്ങളിൽ മുന്നോട്ട് പോകാൻ.

2. ക്രൂസിബിൾ ഘടനയും ആകൃതിയും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുക, അങ്ങനെ ക്രിസ്റ്റൽ ഒരു നിയന്ത്രണമില്ലാത്ത അവസ്ഥയിൽ കഴിയുന്നത്ര സ്വതന്ത്രമായി വളരും.

3. സീഡ് ക്രിസ്റ്റൽ ഫിക്സേഷനെ സംബന്ധിച്ച്, ചൂടാക്കുമ്പോൾ സീഡ് ക്രിസ്റ്റലിനും ഗ്രാഫൈറ്റ് ഹോൾഡറിനും ഇടയിലുള്ള താപ വികാസ ഗുണകങ്ങളിലെ വ്യത്യാസം കുറയ്ക്കുന്നതിന് ഫിക്സിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ മാറ്റം വരുത്തുക, അതുവഴി 4H-SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലിനുള്ളിലെ ആന്തരിക സമ്മർദ്ദം കുറയ്ക്കുക. സീഡ് ക്രിസ്റ്റലിനും ഗ്രാഫൈറ്റ് ഹോൾഡറിനും ഇടയിൽ 2 മില്ലീമീറ്റർ വിടവ് വിടുക എന്നതാണ് ഒരു സാധാരണ സമീപനം.

4. ക്രിസ്റ്റലിനായി ഫർണസ്-കൂൾഡ് അനീലിംഗ് നടപ്പിലാക്കിക്കൊണ്ട് ക്രിസ്റ്റൽ അനീലിംഗ് പ്രക്രിയ പരിഷ്കരിക്കുക. ക്രിസ്റ്റലിനുള്ളിലെ ആന്തരിക സമ്മർദ്ദം പൂർണ്ണമായും പുറത്തുവിടുന്നതിന് അനീലിംഗ് താപനിലയും ദൈർഘ്യവും ക്രമീകരിക്കുക.

ഭാവിയിൽ, ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC) സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ തയ്യാറാക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യ നിരവധി പ്രധാന ദിശകളിൽ വികസിക്കും:

1. വേഫറിന്റെ വലുപ്പം വർദ്ധിപ്പിക്കൽ:‌ SiC ക്രിസ്റ്റൽ വ്യാസം പ്രാരംഭ മില്ലിമീറ്ററിൽ നിന്ന് നിലവിലെ 6-ഇഞ്ച്, 8-ഇഞ്ച്, അതിലും വലിയ 12-ഇഞ്ച് വേഫറുകളിലേക്ക് പുരോഗമിച്ചു. വലിയ SiC ക്രിസ്റ്റലുകൾ തയ്യാറാക്കുന്നത് ഉൽപ്പാദനക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെലവ് കുറയ്ക്കുകയും ഉയർന്ന പവർ ഉപകരണങ്ങളുടെ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു.

2. ക്രിസ്റ്റൽ ഗുണനിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്തൽ:‌ ഉയർന്ന പ്രകടനശേഷിയുള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള SiC ക്രിസ്റ്റലുകൾ നിർണായകമാണ്. കാര്യമായ പുരോഗതി കൈവരിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, മൈക്രോപൈപ്പുകൾ, സ്ഥാനഭ്രംശങ്ങൾ, മാലിന്യങ്ങൾ തുടങ്ങിയ വൈകല്യങ്ങൾ ഇപ്പോഴും നിലനിൽക്കുന്നു, ഇത് ഉപകരണ പ്രകടനത്തെയും വിശ്വാസ്യതയെയും ബാധിക്കുന്നു.

3. ഉൽപ്പാദനച്ചെലവ് കുറയ്ക്കൽ:‌ SiC ക്രിസ്റ്റൽ തയ്യാറാക്കലിന്റെ താരതമ്യേന ഉയർന്ന വില ചില മേഖലകളിൽ അതിന്റെ പ്രയോഗത്തെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു. വളർച്ചാ പ്രക്രിയകൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെയും ഉൽപ്പാദനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെയും അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെയും ചെലവ് കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും.

4. ഇന്റലിജന്റ് മാനുഫാക്ചറിംഗ് നടപ്പിലാക്കൽ: AI, ബിഗ് ഡാറ്റ എന്നിവയിലെ പുരോഗതിക്കൊപ്പം, SiC ക്രിസ്റ്റൽ ഗ്രോത്ത് ടെക്നോളജി ഇന്റലിജൻസിനെ കൂടുതലായി സ്വീകരിക്കും. സെൻസറുകളും ഓട്ടോമേറ്റഡ് കൺട്രോൾ സിസ്റ്റങ്ങളും വഴിയുള്ള തത്സമയ നിരീക്ഷണവും നിയന്ത്രണവും പ്രക്രിയ സ്ഥിരതയും നിയന്ത്രണക്ഷമതയും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. അതേസമയം, ബിഗ് ഡാറ്റ അനലിറ്റിക്സ് പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നത് വളർച്ചാ ഡാറ്റയെ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നു, അതുവഴി ക്രിസ്റ്റൽ ഗുണനിലവാരവും ഉൽപ്പാദന കാര്യക്ഷമതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ തയ്യാറെടുപ്പ് സാങ്കേതികവിദ്യ സെമികണ്ടക്ടർ മെറ്റീരിയൽ ഗവേഷണത്തിലെ നിലവിലുള്ള ഹോട്ട്‌സ്‌പോട്ടുകളിൽ ഒന്നാണ്. സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ തുടർച്ചയായ പുരോഗതിയോടെ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ സാങ്കേതികവിദ്യ വികസിപ്പിക്കുകയും മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നത് തുടരും, ഉയർന്ന താപനില, ഉയർന്ന ആവൃത്തി, ഉയർന്ന പവർ, മറ്റ് മേഖലകളിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ പ്രയോഗത്തിന് കൂടുതൽ ശക്തമായ അടിത്തറ നൽകുന്നു.