SiC-ଆବରଣଯୁକ୍ତ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ କ୍ରୁସିବଲ୍‌ଗୁଡ଼ିକ କାହିଁକି ସ୍ଥିର ବହୁଳ ଉତ୍ପାଦନ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରନ୍ତି?

SiC ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ଉତ୍ପାଦନ ଲାଇନ୍‌ରେ, ଅନେକ ଇଞ୍ଜିନିୟର ହଟ୍-ଜୋନ୍ ଡିଜାଇନ୍, ତାପମାତ୍ରା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କର୍ଭ ଏବଂ ପାଉଡର ଫର୍ମୁଲେସନ୍ ଉପରେ ଧ୍ୟାନ ଦିଅନ୍ତି। ତଥାପି ଯେତେବେଳେ ଉତ୍ପାଦନରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଆସେ, ମୂଳ କାରଣ ପ୍ରାୟତଃ ସମାନ ଉପାଦାନ - କ୍ରୁସିବଲ୍ - କୁ ଫେରିଯାଏ। ଏହା ଆଲୋକ ନିର୍ଗତ କରେ ନାହିଁ, ଘୂରେ ନାହିଁ, ଏବଂ ଚିତ୍ରରେ "କୋର୍ ପାରାମିଟର" ଭାବରେ ଦେଖାଯାଏ ନାହିଁ। କିନ୍ତୁ ଯଦି ଏକ ସ୍ତର ପୃଷ୍ଠରୁ ବାହାରିଯାଏ, ଏକ ସ୍ଫଟିକ ଭୁଲ ସ୍ଥାନରେ ଗଠନ ହୁଏ, କିମ୍ବା ଏକ କୋଣରୁ ଟିକିଏ ଅଧିକ କାର୍ବନ ବାହାରକୁ ବାହାରିଯାଏ, ତେବେ ସମଗ୍ର ବୋଲ୍‌ରେ ପରିଣାମସ୍ୱରୂପ ତ୍ରୁଟିଗୁଡ଼ିକ ଗୋଟିଏ କଥା ସ୍ପଷ୍ଟ କରେ: ଏହି ଉପାଦାନ ଏକ ସହାୟକ ଭୂମିକାଠାରୁ ବହୁତ ଦୂରରେ।

ବୃଦ୍ଧି ପାଉଥିବା ଉପସ୍ଥିତିSiC ଆବୃତ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ କ୍ରୁସିବଲ୍ସଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ଫର୍ଣ୍ଣେସରେ ଏହାର ଏକ ସରଳ ବ୍ୟାଖ୍ୟା ଅଛି: ବୃଦ୍ଧି କ୍ଷେତ୍ରରେ ତାପମାତ୍ରା, ବାୟୁମଣ୍ଡଳ ଏବଂ ସାମଗ୍ରୀ ପରିବହନ ତୀବ୍ରତା ସାମଗ୍ରୀ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାର ସୀମାକୁ ଠେଲି ଦେଉଛି। ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ତାପଜ ପ୍ରତିରୋଧ, ମେସିନ୍ କ୍ଷମତା ଏବଂ ତାପ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଦୃଷ୍ଟିରୁ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ - କିନ୍ତୁ ଏହା ଏହାର ନିଜସ୍ୱ ସ୍ୱଭାବ ସହିତ ଆସିଥାଏ: ଅସ୍ଥିରୀକରଣ, ପାରଗମ୍ୟତା, ବାଷ୍ପ ପ୍ରଜାତି କିମ୍ବା ଅଶୁଦ୍ଧତା ସହିତ ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା, ଏବଂ ପାଉଡରିଂ ଏବଂ କଣିକା ସୃଷ୍ଟିର ଅନିବାର୍ଯ୍ୟ ବିପଦ। SiC ଆବରଣ ଏହି ଯନ୍ତ୍ରଣା ବିନ୍ଦୁଗୁଡ଼ିକ ବିରୁଦ୍ଧରେ ଏକ କଠିନ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ।

ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ କ୍ରୁସିବଲ୍ସରେ SiC ଆବରଣ କାହିଁକି ବ୍ୟବହାର କରିବେ?

ତିନୋଟି ମୁଖ୍ୟ କାରଣ:

୧. କାର୍ବନ ଅସ୍ଥିରୀକରଣ ଏବଂ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳତା ହ୍ରାସ କରନ୍ତୁ

ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ, ନିଷ୍କ୍ରିୟ ଗ୍ୟାସ ତଳେ ମଧ୍ୟ ସବ୍ଲିମିଟେଡ୍ ହେବା ଆରମ୍ଭ କରେ। ମୁକ୍ତ କାର୍ବନ PVT ବୃଦ୍ଧି ସମୟରେ ବାଷ୍ପ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ରସାୟନକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରେ, ଜମା ଗତିବିଧିରେ ବାଧା ସୃଷ୍ଟି କରେ ଏବଂ ତ୍ରୁଟି ଗଠନ କିମ୍ବା ଅସ୍ଥିର ବୃଦ୍ଧି ଦିଗକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରେ।

୨. ପ୍ରଦୂଷଣ ଉତ୍ସଗୁଡ଼ିକୁ ସୀମିତ କରନ୍ତୁ

ଏପରିକି ଆଇସୋଷ୍ଟାଟିକାଲି ଚାପି ହୋଇଥିବା ଉଚ୍ଚ-ଶୁଦ୍ଧତା ଗ୍ରାଫାଇଟରେ ମଧ୍ୟ ସୂକ୍ଷ୍ମ-ଛିଦ୍ର ଥାଏ ଏବଂ ବାଷ୍ପ ପୂର୍ବବର୍ତ୍ତୀ, ଉପ-ଉତ୍ପାଦ, କିମ୍ବା ଆର୍ଦ୍ରତା ଭଳି ପ୍ରଜାତିକୁ ଶୋଷଣ କରିବାର ଏକ ସହଜାତ ପ୍ରବୃତ୍ତି ଥାଏ। ଏଗୁଡ଼ିକ ପରେ ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ଚାଲିବା ସମୟରେ ମୁକ୍ତ ହୋଇପାରେ, ଯାହା ସ୍ଫଟିକ ବିଶୁଦ୍ଧତାକୁ ବିପଦରେ ପକାଇଥାଏ। ଏକ SiC ଆବରଣ ଛିଦ୍ରଗୁଡ଼ିକୁ ସିଲ୍ କରିଥାଏ ଏବଂ ପରିବେଶଗତ ସ୍ୱଚ୍ଛତାକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ।

3. ଜୀବନକାଳ ବୃଦ୍ଧି କରନ୍ତୁ ଏବଂ କ୍ଷତବିକ୍ଷତତାକୁ ଦମନ କରନ୍ତୁ

ଅନେକ ଥର ରନ୍ କରିବା ପରେ, ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ପୃଷ୍ଠଗୁଡ଼ିକ ଅବକ୍ଷୟର ସମ୍ଭାବନା ଥାଏ: ପାଉଡରିଂ, ପିଲିଂ, ମାଇକ୍ରୋକ୍ରାକିଂ ଏବଂ ସାମଗ୍ରୀ ଝୁଲି ରହିବା। ଏହା କଣିକା ପ୍ରଦୂଷଣ ଏବଂ କମ ଉତ୍ପାଦନର କାରଣ ହୁଏ। ଏକ ଦୃଢ଼ SiC ଆବରଣ ପୃଷ୍ଠର ଅଖଣ୍ଡତା ଏବଂ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ବଜାୟ ରଖି, ଏପରି ବିଫଳତା ଯନ୍ତ୍ରକୁ ଯଥେଷ୍ଟ ବିଳମ୍ବ କରିପାରେ।

ଆବରଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କ୍ରୁସିବଲ୍ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରେ

ମୁଖ୍ୟଧାରାର ଆବରଣ ପଦ୍ଧତି ହେଉଛି ସିଭିଡିପଲିକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇନ୍ SiC ର (ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା)। ଏହା ପରିପକ୍ୱ ଏବଂ ତାପଜ ଭାବରେ ସ୍ଥିର। ତଥାପି, ଏକ ଆବରଣ ରହିବା ଯଥେଷ୍ଟ ନୁହେଁ - କ୍ଷେତ୍ର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାରେ ପ୍ରକୃତ ପାର୍ଥକ୍ୟ ସୂକ୍ଷ୍ମ ବିବରଣୀ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ ଯେପରିକି:

● ଆବରଣ ଘନତା ସମାନତା

ଜଟିଳ କ୍ରୁସିବଲ୍ ଜ୍ୟାମିତି - ପାହାଚ, ଖାଲ, ଫିଲେଟ୍ - ଛାୟାଯୁକ୍ତ କିମ୍ବା କମ୍ ଜମା କ୍ଷେତ୍ର ସୃଷ୍ଟି କରେ ଯେଉଁଠାରେ ଆବରଣ ଘନତା ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ମୂଲ୍ୟଠାରୁ କମ୍ ହୋଇପାରେ। ଏହି ପତଳା କ୍ଷେତ୍ରଗୁଡ଼ିକ ତାପଜ ଚାପ ହେତୁ ପ୍ରଥମେ ହ୍ରାସ ପାଏ।

ସମାଧାନ:ଜଟିଳ ଅଂଶଗୁଡ଼ିକରେ ମଧ୍ୟ ସମାନ କଭରେଜ୍ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ ଆବରଣ ଯୋଗାଣକାରୀଙ୍କ ପାଖରେ ସଠିକ୍ 3D ପ୍ରବାହ-କ୍ଷେତ୍ର ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଏବଂ ଗତିଶୀଳ ଘୂର୍ଣ୍ଣନ ପ୍ରଣାଳୀ ରହିବା ଆବଶ୍ୟକ।

● ଆବରଣ ଘନତା ଏବଂ ପିନ୍‌ହୋଲ୍‌ ଦୂରୀକରଣ

ଯଦି CVD ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକ (ତାପମାନ ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟ, ଗ୍ୟାସ ଅନୁପାତ, ବାସସ୍ଥାନ ସମୟ) କଡ଼ାକଡ଼ି ଭାବରେ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ନହୁଏ, ତେବେ ଅଣୁବୀକ୍ଷଣିକ ପିନହୋଲ୍ ସୃଷ୍ଟି ହୋଇପାରେ। କାର୍ବନ ନିର୍ଗତ ହେବା ଏବଂ ସ୍ଥାନୀୟ କ୍ଷୟ ହେବା ସହିତ ଏଗୁଡ଼ିକ ବିଫଳତା ଆରମ୍ଭ ବିନ୍ଦୁ ହୋଇଯାଏ।

ଚିହ୍ନଟ:ମୌଳିକ ଘନତା ଏବଂ ଦୃଶ୍ୟ ନିରୀକ୍ଷଣ ଯଥେଷ୍ଟ ନୁହେଁ। ଲୁକ୍କାୟିତ ପୋରୋସିଟି ଚିହ୍ନଟ କରିବା ପାଇଁ ଅନେକ ଥର ଥର୍ମାଲ୍ ଚକ୍ରରେ ହିଲିୟମ୍ ଲିକ୍ ପରୀକ୍ଷା କିମ୍ବା ଅବଶିଷ୍ଟ ଓଜନ ହ୍ରାସ ପରୀକ୍ଷା ବ୍ୟବହାର କରନ୍ତୁ।

● ଆସନ ଶକ୍ତି ଏବଂ ତାପଜ ଚାପ ପ୍ରତିରୋଧ

SiC ଏବଂ ଗ୍ରାଫାଇଟର ତାପଜ ପ୍ରସାରଣର ଭିନ୍ନ ଗୁଣାଙ୍କ ଅଛି। ଯଦି ଆବରଣରେ ଅବଶିଷ୍ଟ ଚାପକୁ କମ କରାଯାଏ ନାହିଁ, କିମ୍ବା ପୃଷ୍ଠର ରଫନିଂ/ପ୍ରି-ଟ୍ରିଟମେଣ୍ଟ ପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ନୁହେଁ, ତେବେ ତାପଜ ସାଇକେଲିଂ ସମୟରେ ଡିଲାମିନେସନ୍ ହୋଇପାରେ।

ସର୍ବୋତ୍ତମ ଅଭ୍ୟାସ:ଆବରଣ ପୂର୍ବରୁ ଗ୍ରିଟ୍-ବ୍ଲାଷ୍ଟ ଏବଂ ଅଲ୍ଟ୍ରାସୋନିକ୍ ସଫା କରିବା ଯାଞ୍ଚ କରନ୍ତୁ, ଏବଂ ପ୍ରକୃତ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ସାଇକେଲିଂ ସହିତ ତାପଜ ଚାପ ସହନଶୀଳତାକୁ ଯାଞ୍ଚ କରନ୍ତୁ।

ସାଧାରଣ ବିଫଳତା ଧାରା ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ସ୍ଫଟିକ ପ୍ରଭାବ

ଉତ୍ପାଦନରେ, କ୍ରୁସିବଲ୍ ବିଫଳ ହେବା ପରେ, ଏହାର ପ୍ରଭାବ ପ୍ରାୟତଃ କେବଳ କିଛି ppm ନୁହେଁ, ବରଂ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ବ୍ୟାଚ୍ କ୍ଷତି ଏବଂ ବହୁ ସପ୍ତାହର କ୍ଷମତା ବାଧାପ୍ରାପ୍ତ ହୋଇଥାଏ। ଏହା କେବଳ ଏକ ଭୌତିକ ସମସ୍ୟା ନୁହେଁ - ଏହା ଏକ ସିଷ୍ଟମ୍ ସ୍ଥିରତା ସମସ୍ୟା।