SiC سلڪون ڪاربائيڊ سنگل ڪرسٽل جي واڌ

ان جي دريافت کان وٺي، سلڪون ڪاربائيڊ وڏي پيماني تي ڌيان ڇڪايو آهي. سلڪون ڪاربائيڊ اڌ Si ايٽم ۽ اڌ C ايٽم تي مشتمل آهي، جيڪي sp3 هائبرڊ مدارن کي شيئر ڪندي اليڪٽران جوڙن ذريعي ڪوويلنٽ بانڊ ذريعي ڳنڍيل آهن. ان جي سنگل ڪرسٽل جي بنيادي ساخت جي يونٽ ۾، چار Si ايٽم هڪ باقاعده ٽيٽراهڊرل ڍانچي ۾ ترتيب ڏنل آهن، ۽ C ايٽم باقاعده ٽيٽراهڊرل جي مرڪز تي واقع آهي. ان جي برعڪس، Si ايٽم کي ٽيٽراهڊرل جو مرڪز پڻ سمجهي سگهجي ٿو، ان ڪري SiC4 يا CSi4 ٺاهيندو آهي. ٽيٽراهڊرل ڍانچي. SiC ۾ ڪوويلنٽ بانڊ انتهائي آئنڪ آهي، ۽ سلڪون-ڪاربن بانڊ توانائي تمام گهڻي آهي، تقريبن 4.47eV. گهٽ اسٽيڪنگ فالٽ توانائي جي ڪري، سلڪون ڪاربائيڊ ڪرسٽل آساني سان واڌ جي عمل دوران مختلف پولي ٽائپس ٺاهيندا آهن. 200 کان وڌيڪ سڃاتل پولي ٽائپس آهن، جن کي ٽن وڏن درجن ۾ ورهائي سگهجي ٿو: ڪعبي، هيڪساگونل ۽ ٽرائيگونل.

هن وقت، SiC ڪرسٽل جي مکيه واڌ ويجهه جي طريقن ۾ جسماني بخارات جي ٽرانسپورٽ جو طريقو (PVT طريقو)، اعليٰ درجه حرارت ڪيميائي بخارات جي جمع (HTCVD طريقو)، مائع مرحلي جو طريقو وغيره شامل آهن. انهن مان، PVT طريقو وڌيڪ پختو ۽ صنعتي وڏي پيماني تي پيداوار لاءِ وڌيڪ موزون آهي.

نام نهاد PVT طريقو ڪروسيبل جي چوٽي تي SiC ٻج جي ڪرسٽل رکڻ ۽ ڪروسيبل جي تري ۾ خام مال جي طور تي SiC پائوڊر رکڻ جو حوالو ڏئي ٿو. تيز گرمي پد ۽ گهٽ دٻاءُ جي بند ماحول ۾، SiC پائوڊر گرمي پد جي درجي ۽ ڪنسنٽريشن فرق جي عمل هيٺ مٿي چڙهي ٿو ۽ هيٺ لهي ٿو. ان کي ٻج جي ڪرسٽل جي ويجهو منتقل ڪرڻ ۽ پوءِ هڪ سپر سيچوريٽريڊ حالت تائين پهچڻ کان پوءِ ان کي ٻيهر ڪرسٽل ڪرڻ جو هڪ طريقو. هي طريقو SiC ڪرسٽل جي سائيز ۽ مخصوص ڪرسٽل شڪلن جي ڪنٽرول ٿيندڙ واڌ حاصل ڪري سگهي ٿو.
جڏهن ته، SiC ڪرسٽل کي وڌائڻ لاءِ PVT طريقو استعمال ڪرڻ لاءِ ڊگهي مدت جي واڌ جي عمل دوران هميشه مناسب واڌ جي حالتن کي برقرار رکڻ جي ضرورت آهي، ٻي صورت ۾ اهو جالي جي خرابي جو سبب بڻجندو، ان ڪري ڪرسٽل جي معيار کي متاثر ڪندو. جڏهن ته، SiC ڪرسٽل جي واڌ هڪ بند جاءِ ۾ مڪمل ڪئي ويندي آهي. ڪجھ اثرائتي نگراني جا طريقا ۽ ڪيترائي متغير آهن، تنهنڪري عمل جو ڪنٽرول ڏکيو آهي.

PVT طريقي سان SiC ڪرسٽل کي وڌائڻ جي عمل ۾، اسٽيپ فلو گروٿ موڊ (اسٽيپ فلو گروٿ) کي هڪ واحد ڪرسٽل فارم جي مستحڪم واڌ لاءِ مکيه طريقو سمجهيو ويندو آهي.
بخار ٿيل Si ايٽم ۽ C ايٽم ترجيحي طور تي ڪرسٽل جي مٿاڇري جي ايٽمن سان ڪنڪ پوائنٽ تي ڳنڍجي ويندا، جتي اهي نيوڪليئيٽ ٿيندا ۽ وڌندا، جنهن جي ڪري هر قدم متوازي طور تي اڳتي وهندو. جڏهن ڪرسٽل جي مٿاڇري تي قدم جي ويڪر ايڊاٽومز جي پکيڙ کان گهڻو وڌي ويندي آهي، ته ايڊاٽومز جو هڪ وڏو تعداد گڏ ٿي سگهي ٿو، ۽ ٺهيل ٻه طرفي ٻيٽ جهڙو واڌ موڊ قدم جي وهڪري جي واڌ موڊ کي تباهه ڪري ڇڏيندو، جنهن جي نتيجي ۾ 4H ڪرسٽل جي جوڙجڪ جي معلومات جو نقصان ٿيندو، جنهن جي نتيجي ۾ ڪيترائي نقص پيدا ٿيندا. تنهن ڪري، عمل جي پيرا ميٽرز جي ترتيب کي سطح جي قدم جي جوڙجڪ جي ڪنٽرول کي حاصل ڪرڻ گهرجي، انهي ڪري پوليمورفڪ خرابين جي نسل کي دٻائڻ، هڪ واحد ڪرسٽل فارم حاصل ڪرڻ جو مقصد حاصل ڪرڻ، ۽ آخرڪار اعلي معيار جا ڪرسٽل تيار ڪرڻ.

ابتدائي ترقي يافته SiC ڪرسٽل واڌ جي طريقي جي طور تي، جسماني بخارات جي ٽرانسپورٽ جو طريقو هن وقت SiC ڪرسٽل وڌائڻ لاءِ سڀ کان وڌيڪ مکيه وهڪرو واڌ جو طريقو آهي. ٻين طريقن جي مقابلي ۾، هن طريقي ۾ واڌ جي سامان لاءِ گهٽ گهرجون، هڪ سادي واڌ جو عمل، مضبوط ڪنٽروليبلٽي، نسبتا مڪمل ترقي جي تحقيق، ۽ اڳ ۾ ئي صنعتي ايپليڪيشن حاصل ڪري چڪو آهي. HTCVD طريقي جو فائدو اهو آهي ته اهو ڪنڊڪٽو (n، p) ۽ اعليٰ پاڪائي واري نيم موصلي ويفرز کي وڌائي سگهي ٿو، ۽ ڊوپنگ ڪنسنٽريشن کي ڪنٽرول ڪري سگهي ٿو ته جيئن ويفر ۾ ڪيريئر ڪنسنٽريشن 3×1013~5×1019/cm3 جي وچ ۾ ترتيب ڏئي سگهجي. نقصان اعليٰ ٽيڪنيڪل حد ۽ گهٽ مارڪيٽ شيئر آهن. جيئن مائع-مرحلي SiC ڪرسٽل واڌ جي ٽيڪنالاجي پختي ٿيندي رهي ٿي، اهو مستقبل ۾ پوري SiC صنعت کي اڳتي وڌائڻ ۾ وڏي صلاحيت ڏيکاريندو ۽ SiC ڪرسٽل واڌ ۾ هڪ نئين ڪاميابي جو نقطو هجڻ جو امڪان آهي.