ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਾਧੇ 'ਤੇ ਪੋਰਸ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ 'ਤੇ ਸੰਖਿਆਤਮਕ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਅਧਿਐਨ

ਦੀ ਮੁੱਢਲੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਸੀ.ਆਈ.ਸੀ.ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਾਧੇ ਨੂੰ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਉੱਤਮੀਕਰਨ ਅਤੇ ਸੜਨ, ਤਾਪਮਾਨ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਦੀ ਕਿਰਿਆ ਅਧੀਨ ਗੈਸ ਪੜਾਅ ਪਦਾਰਥਾਂ ਦੀ ਆਵਾਜਾਈ, ਅਤੇ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ 'ਤੇ ਗੈਸ ਪੜਾਅ ਪਦਾਰਥਾਂ ਦੇ ਮੁੜ ਕ੍ਰਿਸਟਲੀਕਰਨ ਵਾਧੇ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਇਸ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਅੰਦਰਲੇ ਹਿੱਸੇ ਨੂੰ ਤਿੰਨ ਹਿੱਸਿਆਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਗਿਆ ਹੈ: ਕੱਚਾ ਮਾਲ ਖੇਤਰ, ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਅਤੇ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ। ਅਸਲ ਰੋਧਕ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ ਇੱਕ ਸੰਖਿਆਤਮਕ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਮਾਡਲ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ।ਸੀ.ਆਈ.ਸੀ.ਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਾਧੇ ਦੇ ਉਪਕਰਣ (ਚਿੱਤਰ 1 ਵੇਖੋ)। ਗਣਨਾ ਵਿੱਚ: ਦੇ ਹੇਠਾਂਕਰੂਸੀਬਲਸਾਈਡ ਹੀਟਰ ਦੇ ਤਲ ਤੋਂ 90 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਦੂਰ ਹੈ, ਕਰੂਸੀਬਲ ਦਾ ਉੱਪਰਲਾ ਤਾਪਮਾਨ 2100 ℃ ਹੈ, ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਕਣ ਦਾ ਵਿਆਸ 1000 μm ਹੈ, ਪੋਰੋਸਿਟੀ 0.6 ਹੈ, ਵਿਕਾਸ ਦਬਾਅ 300 Pa ਹੈ, ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਸਮਾਂ 100 ਘੰਟੇ ਹੈ। PG ਮੋਟਾਈ 5 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਹੈ, ਵਿਆਸ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਵਿਆਸ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਤੋਂ 30 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਉੱਪਰ ਸਥਿਤ ਹੈ। ਗਣਨਾ ਵਿੱਚ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਜ਼ੋਨ ਦੇ ਸਬਲਿਮੇਸ਼ਨ, ਕਾਰਬਨਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਅਤੇ ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ 'ਤੇ ਵਿਚਾਰ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ PG ਅਤੇ ਗੈਸ ਪੜਾਅ ਪਦਾਰਥਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ 'ਤੇ ਵਿਚਾਰ ਨਹੀਂ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਗਣਨਾ-ਸਬੰਧਤ ਭੌਤਿਕ ਸੰਪਤੀ ਮਾਪਦੰਡ ਸਾਰਣੀ 1 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ।

ਚਿੱਤਰ 1 ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਕੈਲਕੂਲੇਸ਼ਨ ਮਾਡਲ। (a) ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਗ੍ਰੋਥ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਲਈ ਥਰਮਲ ਫੀਲਡ ਮਾਡਲ; (b) ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਖੇਤਰ ਦੀ ਵੰਡ ਅਤੇ ਸੰਬੰਧਿਤ ਭੌਤਿਕ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ

ਸਾਰਣੀ 1 ਗਣਨਾ ਵਿੱਚ ਵਰਤੇ ਗਏ ਕੁਝ ਭੌਤਿਕ ਮਾਪਦੰਡ

ਚਿੱਤਰ 2(a) ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ PG-ਰੱਖਣ ਵਾਲੀ ਬਣਤਰ (ਢਾਂਚਾ 1 ਵਜੋਂ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ) ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ PG ਤੋਂ ਹੇਠਾਂ PG-ਮੁਕਤ ਬਣਤਰ (ਢਾਂਚਾ 0 ਵਜੋਂ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ) ਨਾਲੋਂ ਵੱਧ ਹੈ, ਅਤੇ PG ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਬਣਤਰ 0 ਤੋਂ ਘੱਟ ਹੈ। ਸਮੁੱਚਾ ਤਾਪਮਾਨ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ PG ਇੱਕ ਗਰਮੀ-ਇੰਸੂਲੇਟਿੰਗ ਏਜੰਟ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 2(b) ਅਤੇ 2(c) ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਜ਼ੋਨ ਵਿੱਚ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਧੁਰੀ ਅਤੇ ਰੇਡੀਅਲ ਤਾਪਮਾਨ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਛੋਟੇ ਹਨ, ਤਾਪਮਾਨ ਵੰਡ ਵਧੇਰੇ ਇਕਸਾਰ ਹੈ, ਅਤੇ ਸਮੱਗਰੀ ਦਾ ਉੱਤਮੀਕਰਨ ਵਧੇਰੇ ਸੰਪੂਰਨ ਹੈ। ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਜ਼ੋਨ ਦੇ ਉਲਟ, ਚਿੱਤਰ 2(c) ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ 'ਤੇ ਰੇਡੀਅਲ ਤਾਪਮਾਨ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਵੱਡਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹੀਟ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਮੋਡਾਂ ਦੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਅਨੁਪਾਤ ਕਾਰਨ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਨੂੰ ਇੱਕ ਕਨਵੈਕਸ ਇੰਟਰਫੇਸ ਨਾਲ ਵਧਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 2(d) ਵਿੱਚ, ਕਰੂਸੀਬਲ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਥਿਤੀਆਂ 'ਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਵਧਦੇ ਰੁਝਾਨ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਬਣਤਰ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਵਿਚਕਾਰ ਤਾਪਮਾਨ ਦਾ ਅੰਤਰ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਜ਼ੋਨ ਵਿੱਚ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਘਟਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਵਿੱਚ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਵਧਦਾ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 2 ਤਾਪਮਾਨ ਵੰਡ ਅਤੇ ਕਰੂਸੀਬਲ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ। (a) 0 ਘੰਟੇ, ਯੂਨਿਟ: ℃ 'ਤੇ ਬਣਤਰ 0 (ਖੱਬੇ) ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 (ਸੱਜੇ) ਦੇ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਤਾਪਮਾਨ ਵੰਡ; (b) ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਤਲ ਤੋਂ 0 ਘੰਟੇ 'ਤੇ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਤੱਕ ਬਣਤਰ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੀ ਕੇਂਦਰੀ ਰੇਖਾ 'ਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਵੰਡ; (c) ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਤਹ (A) ਅਤੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੀ ਸਤਹ (B), ਮੱਧ (C) ਅਤੇ ਹੇਠਾਂ (D) 'ਤੇ 0 ਘੰਟੇ 'ਤੇ ਕੇਂਦਰ ਤੋਂ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਕਿਨਾਰੇ ਤੱਕ ਤਾਪਮਾਨ ਵੰਡ, ਖਿਤਿਜੀ ਧੁਰਾ r A ਲਈ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਰੇਡੀਅਸ ਹੈ, ਅਤੇ B~D ਲਈ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਖੇਤਰ ਦਾ ਘੇਰਾ ਹੈ; (d) 0, 30, 60, ਅਤੇ 100 ਘੰਟੇ 'ਤੇ ਬਣਤਰ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਦੇ ਉੱਪਰਲੇ ਹਿੱਸੇ (A), ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੀ ਸਤਹ (B) ਅਤੇ ਮੱਧ (C) ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਵਿੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀਆਂ।

ਚਿੱਤਰ 3 ਬਣਤਰ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਕਰੂਸੀਬਲ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮਿਆਂ 'ਤੇ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਆਵਾਜਾਈ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਖੇਤਰ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਵਿੱਚ ਗੈਸ ਪੜਾਅ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਸਥਿਤੀ ਦੇ ਵਾਧੇ ਨਾਲ ਵਧਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਆਵਾਜਾਈ ਕਮਜ਼ੋਰ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 3 ਇਹ ਵੀ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਹਾਲਤਾਂ ਦੇ ਤਹਿਤ, ਕੱਚਾ ਮਾਲ ਪਹਿਲਾਂ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੀ ਸਾਈਡ ਕੰਧ 'ਤੇ ਅਤੇ ਫਿਰ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਤਲ 'ਤੇ ਗ੍ਰਾਫਾਈਟਾਈਜ਼ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇਹ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਸੰਘਣਾ ਹੁੰਦਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 4(a) ਅਤੇ 4(b) ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਘਟਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ 100 ਘੰਟੇ 'ਤੇ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਪਲ ਦਾ ਲਗਭਗ 50% ਹੈ; ਹਾਲਾਂਕਿ, ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਗ੍ਰਾਫਾਈਟਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਦੇ ਕਾਰਨ ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਵੱਡੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ 100 ਘੰਟੇ 'ਤੇ ਮੱਧ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਨਾਲੋਂ 10 ਗੁਣਾ ਵੱਧ ਹੈ; ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਢਾਂਚਾ 1 ਵਿੱਚ PG ਦਾ ਪ੍ਰਭਾਵ ਢਾਂਚਾ 1 ਦੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਨੂੰ ਢਾਂਚਾ 0 ਨਾਲੋਂ ਘੱਟ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 4(c) ਵਿੱਚ, ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਖੇਤਰ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਦੋਵਾਂ ਵਿੱਚ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਕਮਜ਼ੋਰ ਹੁੰਦਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਵਿਕਾਸ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਘਟਦਾ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ ਹਵਾ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਚੈਨਲ ਦੇ ਖੁੱਲਣ ਅਤੇ ਸਿਖਰ 'ਤੇ ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਦੀ ਰੁਕਾਵਟ ਕਾਰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ; ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਵਿੱਚ, ਢਾਂਚਾ 0 ਦੀ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ 30 ਘੰਟਿਆਂ ਵਿੱਚ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਘਟ ਕੇ 16% ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਬਾਅਦ ਦੇ ਸਮੇਂ ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ 3% ਘੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਢਾਂਚਾ 1 ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, PG ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਵਿੱਚ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 4(d) ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਸਾਹਮਣੇ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਪਲ ਅਤੇ 100 ਘੰਟਿਆਂ ਵਿੱਚ, ਬਣਤਰ 0 ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਜ਼ੋਨ ਵਿੱਚ ਪਦਾਰਥਕ ਆਵਾਜਾਈ ਬਣਤਰ 1 ਨਾਲੋਂ ਵਧੇਰੇ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਪਰ ਬਣਤਰ 0 ਦੇ ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ ਹਮੇਸ਼ਾ ਇੱਕ ਉੱਚ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਖੇਤਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਕਾਰਨ ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਵਾਧਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਬਣਤਰ 1 ਵਿੱਚ PG ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਇਸ ਵਰਤਾਰੇ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਦਬਾਉਂਦੀ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 3 ਕਰੂਸੀਬਲ ਵਿੱਚ ਪਦਾਰਥ ਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ। ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮਿਆਂ 'ਤੇ ਬਣਤਰਾਂ 0 ਅਤੇ 1 ਵਿੱਚ ਗੈਸ ਪਦਾਰਥ ਆਵਾਜਾਈ ਦੀਆਂ ਸੁਚਾਰੂ ਰੇਖਾਵਾਂ (ਖੱਬੇ) ਅਤੇ ਵੇਗ ਵੈਕਟਰ (ਸੱਜੇ), ਵੇਗ ਵੈਕਟਰ ਇਕਾਈ: m/s

ਚਿੱਤਰ 4 ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ। (a) 0, 30, 60, ਅਤੇ 100 h 'ਤੇ ਬਣਤਰ 0 ਦੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਵੰਡ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ, r ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਖੇਤਰ ਦਾ ਘੇਰਾ ਹੈ; (b) 0, 30, 60, ਅਤੇ 100 h 'ਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਵੰਡ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ, r ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਖੇਤਰ ਦਾ ਘੇਰਾ ਹੈ; (c) ਸਮੇਂ ਦੇ ਨਾਲ ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ (A, B) ਦੇ ਅੰਦਰ ਅਤੇ ਬਣਤਰ 0 ਅਤੇ 1 ਦੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ (C, D) ਦੇ ਅੰਦਰ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ; (d) 0 ਅਤੇ 1 ਅਤੇ 1 ਦੇ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਤਹ ਦੇ ਨੇੜੇ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਵੰਡ 0 ਅਤੇ 100 h 'ਤੇ, r ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦਾ ਘੇਰਾ ਹੈ।

C/Si, SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਾਧੇ ਦੀ ਕ੍ਰਿਸਟਲਲਾਈਨ ਸਥਿਰਤਾ ਅਤੇ ਨੁਕਸ ਘਣਤਾ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 5(a) ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਸਮੇਂ ਦੋ ਢਾਂਚਿਆਂ ਦੇ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਵੰਡ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਕਰਦਾ ਹੈ। C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਤੱਕ ਘਟਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਢਾਂਚਾ 1 ਦਾ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਹਮੇਸ਼ਾ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਥਿਤੀਆਂ 'ਤੇ ਢਾਂਚਾ 0 ਨਾਲੋਂ ਵੱਧ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 5(b) ਅਤੇ 5(c) ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਨਾਲ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਬਾਅਦ ਦੇ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ ਅੰਦਰੂਨੀ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ ਵਾਧੇ, ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਗ੍ਰਾਫਿਟਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਦੇ ਵਾਧੇ, ਅਤੇ ਗ੍ਰਾਫਾਈਟ ਕਰੂਸੀਬਲ ਨਾਲ ਗੈਸ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ Si ਹਿੱਸਿਆਂ ਦੀ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 5(d) ਵਿੱਚ, ਢਾਂਚਾ 0 ਅਤੇ ਢਾਂਚਾ 1 ਦੇ C/Si ਅਨੁਪਾਤ PG (0, 25 mm) ਤੋਂ ਹੇਠਾਂ ਕਾਫ਼ੀ ਵੱਖਰੇ ਹਨ, ਪਰ PG (50 mm) ਤੋਂ ਥੋੜ੍ਹਾ ਵੱਖਰਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਇਹ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਨੇੜੇ ਆਉਂਦਾ ਹੈ, ਅੰਤਰ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਵਧਦਾ ਹੈ। ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਢਾਂਚਾ 1 ਦਾ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਵੱਧ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਰੂਪ ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਕਰਨ ਅਤੇ ਪੜਾਅ ਤਬਦੀਲੀ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 5 C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਦੀ ਵੰਡ ਅਤੇ ਬਦਲਾਅ। (a) 0 h 'ਤੇ ਬਣਤਰ 0 (ਖੱਬੇ) ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 (ਸੱਜੇ) ਦੇ ਕਰੂਸੀਬਲਾਂ ਵਿੱਚ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਵੰਡ; (b) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮਿਆਂ 'ਤੇ ਬਣਤਰ 0 ਦੇ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੀ ਕੇਂਦਰੀ ਰੇਖਾ ਤੋਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਦੂਰੀਆਂ 'ਤੇ C/Si ਅਨੁਪਾਤ (0, 30, 60, 100 h); (c) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮਿਆਂ 'ਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੀ ਕੇਂਦਰੀ ਰੇਖਾ ਤੋਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਦੂਰੀਆਂ 'ਤੇ C/Si ਅਨੁਪਾਤ (0, 30, 60, 100 h); (d) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮਿਆਂ 'ਤੇ ਬਣਤਰ 0 (ਠੋਸ ਰੇਖਾ) ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 (ਡੈਸ਼ਡ ਰੇਖਾ) ਦੇ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੀ ਕੇਂਦਰੀ ਰੇਖਾ ਤੋਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਦੂਰੀਆਂ (0, 25, 50, 75, 100 mm) 'ਤੇ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਦੀ ਤੁਲਨਾ (0, 30, 60, 100 h)।

ਚਿੱਤਰ 6 ਦੋਨਾਂ ਢਾਂਚਿਆਂ ਦੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਖੇਤਰਾਂ ਦੇ ਕਣ ਵਿਆਸ ਅਤੇ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦਾ ਵਿਆਸ ਘਟਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਕਰੂਸੀਬਲ ਕੰਧ ਦੇ ਨੇੜੇ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਵਧਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਕਿਨਾਰੇ ਦੀ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਵਧਦੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਕਣ ਵਿਆਸ ਘਟਦਾ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਕਿਨਾਰੇ ਦੀ ਪੋਰੋਸਿਟੀ 100 ਘੰਟਿਆਂ 'ਤੇ ਲਗਭਗ 0.99 ਹੈ, ਅਤੇ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਕਣ ਵਿਆਸ ਲਗਭਗ 300 μm ਹੈ। ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੀ ਉਪਰਲੀ ਸਤਹ 'ਤੇ ਕਣ ਵਿਆਸ ਵਧਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਘਟਦੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ ਹੈ। ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਖੇਤਰ ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਵਧਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਕਣ ਦਾ ਆਕਾਰ ਅਤੇ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਬਦਲਦੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ। ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਕਣ ਵਿਆਸ 1500 μm ਤੋਂ ਵੱਧ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਪੋਰੋਸਿਟੀ 0.13 ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਕਿਉਂਕਿ PG ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਖੇਤਰ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਗੈਸ ਸੁਪਰਸੈਚੁਰੇਸ਼ਨ ਛੋਟਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਢਾਂਚਾ 1 ਦੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਉੱਪਰਲੇ ਹਿੱਸੇ ਦੀ ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਮੋਟਾਈ ਛੋਟੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦਰ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 6 ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮਿਆਂ 'ਤੇ ਬਣਤਰ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਖੇਤਰ ਦੇ ਕਣ ਵਿਆਸ (ਖੱਬੇ) ਅਤੇ ਪੋਰੋਸਿਟੀ (ਸੱਜੇ) ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ, ਕਣ ਵਿਆਸ ਇਕਾਈ: μm

ਚਿੱਤਰ 7 ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਢਾਂਚਾ 0 ਵਿਕਾਸ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਵਿੱਚ ਵਾਰਪ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਕਿਨਾਰੇ ਦੇ ਗ੍ਰਾਫਿਟਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਕਾਰਨ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਨਾਲ ਸਬੰਧਤ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਬਾਅਦ ਦੀ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਵਾਰਪਿੰਗ ਦੀ ਡਿਗਰੀ ਕਮਜ਼ੋਰ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 4 (d) ਵਿੱਚ ਬਣਤਰ 0 ਦੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਾਧੇ ਦੇ ਸਾਹਮਣੇ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦੀ ਹੈ। ਬਣਤਰ 1 ਵਿੱਚ, PG ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਕਾਰਨ, ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਇੰਟਰਫੇਸ ਵਾਰਪਿੰਗ ਨਹੀਂ ਦਿਖਾਉਂਦਾ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, PG ਬਣਤਰ 1 ਦੀ ਵਿਕਾਸ ਦਰ ਨੂੰ ਬਣਤਰ 0 ਨਾਲੋਂ ਕਾਫ਼ੀ ਘੱਟ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। 100 ਘੰਟਿਆਂ ਬਾਅਦ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੀ ਕੇਂਦਰ ਮੋਟਾਈ ਬਣਤਰ 0 ਦੇ ਸਿਰਫ 68% ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 7 30, 60, ਅਤੇ 100 ਘੰਟਿਆਂ 'ਤੇ ਬਣਤਰ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਕ੍ਰਿਸਟਲਾਂ ਦੇ ਇੰਟਰਫੇਸ ਬਦਲਾਅ

ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਾਧਾ ਸੰਖਿਆਤਮਕ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਦੀਆਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਸਥਿਤੀਆਂ ਦੇ ਤਹਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਢਾਂਚਾ 0 ਅਤੇ ਢਾਂਚਾ 1 ਦੁਆਰਾ ਉਗਾਏ ਗਏ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਕ੍ਰਮਵਾਰ ਚਿੱਤਰ 8(a) ਅਤੇ ਚਿੱਤਰ 8(b) ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। ਢਾਂਚਾ 0 ਦਾ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਇੱਕ ਅਵਤਲ ਇੰਟਰਫੇਸ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਕੇਂਦਰੀ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਅਣਗਿਣਤਤਾਵਾਂ ਅਤੇ ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ ਇੱਕ ਪੜਾਅ ਤਬਦੀਲੀ ਹੈ। ਸਤਹ ਉਤਕ੍ਰਿਸ਼ਟਤਾ ਗੈਸ-ਪੜਾਅ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਦੀ ਆਵਾਜਾਈ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਡਿਗਰੀ ਅਸੰਗਤਤਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਪੜਾਅ ਤਬਦੀਲੀ ਦੀ ਘਟਨਾ ਘੱਟ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦੀ ਹੈ। ਢਾਂਚਾ 1 ਦੁਆਰਾ ਉਗਾਏ ਗਏ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦਾ ਇੰਟਰਫੇਸ ਥੋੜ੍ਹਾ ਉਤਕ੍ਰਿਸ਼ਟ ਹੈ, ਕੋਈ ਪੜਾਅ ਤਬਦੀਲੀ ਨਹੀਂ ਮਿਲਦੀ, ਅਤੇ ਮੋਟਾਈ PG ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦਾ 65% ਹੈ। ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਨਤੀਜੇ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਨਤੀਜਿਆਂ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦੇ ਹਨ, ਢਾਂਚਾ 1 ਦੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਇੰਟਰਫੇਸ 'ਤੇ ਇੱਕ ਵੱਡੇ ਰੇਡੀਅਲ ਤਾਪਮਾਨ ਅੰਤਰ ਦੇ ਨਾਲ, ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ ਤੇਜ਼ ਵਾਧਾ ਦਬਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਸਮੁੱਚੀ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਹੌਲੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਸਮੁੱਚਾ ਰੁਝਾਨ ਸੰਖਿਆਤਮਕ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਨਤੀਜਿਆਂ ਨਾਲ ਇਕਸਾਰ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 8 ਬਣਤਰ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਅਧੀਨ ਉਗਾਏ ਗਏ SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ

ਸਿੱਟਾ

PG ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਖੇਤਰ ਦੇ ਸਮੁੱਚੇ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਅਤੇ ਧੁਰੀ ਅਤੇ ਰੇਡੀਅਲ ਤਾਪਮਾਨ ਇਕਸਾਰਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਲਈ ਸਹਾਇਕ ਹੈ, ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੀ ਪੂਰੀ ਉੱਤਮਤਾ ਅਤੇ ਵਰਤੋਂ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ; ਉੱਪਰ ਅਤੇ ਹੇਠਾਂ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ ਅੰਤਰ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਤਹ ਦਾ ਰੇਡੀਅਲ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਇੰਟਰਫੇਸ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਪੁੰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਦੇ ਸੰਦਰਭ ਵਿੱਚ, PG ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਸਮੁੱਚੀ ਪੁੰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਦਰ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦੀ ਹੈ, PG ਵਾਲੇ ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਵਿੱਚ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਸਮੇਂ ਦੇ ਨਾਲ ਘੱਟ ਬਦਲਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਪੂਰੀ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਧੇਰੇ ਸਥਿਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਨਾਲ ਹੀ, PG ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਕਿਨਾਰੇ ਪੁੰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਦੀ ਘਟਨਾ ਨੂੰ ਵੀ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਰੋਕਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, PG ਵਿਕਾਸ ਵਾਤਾਵਰਣ ਦੇ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਨੂੰ ਵੀ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਖਾਸ ਕਰਕੇ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਇੰਟਰਫੇਸ ਦੇ ਅਗਲੇ ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ, ਜੋ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਪੜਾਅ ਤਬਦੀਲੀ ਦੀ ਘਟਨਾ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਉਸੇ ਸਮੇਂ, PG ਦਾ ਥਰਮਲ ਇਨਸੂਲੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਭਾਵ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਉੱਪਰਲੇ ਹਿੱਸੇ ਵਿੱਚ ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਦੀ ਘਟਨਾ ਨੂੰ ਇੱਕ ਹੱਦ ਤੱਕ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਲਈ, PG ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਦਰ ਨੂੰ ਹੌਲੀ ਕਰ ਦਿੰਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਵਿਕਾਸ ਇੰਟਰਫੇਸ ਵਧੇਰੇ ਉਤਪ੍ਰੇਰਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, PG SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲਾਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਵਾਤਾਵਰਣ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਅਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਗੁਣਵੱਤਾ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਉਣ ਦਾ ਇੱਕ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਸਾਧਨ ਹੈ।