Metoda PVT, emri i plotë i së cilës është Transporti Fizik i Avujve, është një metodë e zakonshme për rritjen e karbidit të silikonit (SiC)kristalet nën temperaturë dhe presion të lartë. Parimi i tij bazë është të ngrohë pluhurin e karbidit të silicit deri në sublimim në një temperaturë mbi 2300℃ dhe në një mjedis me presion të ulët afër vakumit, duke formuar një gaz reagimi që përmban përbërës të gaztë si Si, Si2C dhe SiC2. Për shkak të presioneve të ndryshme të pjesshme në fazën e gazit të përbërësve Si dhe C të formuar nga reaksioni i sublimimit në fazën e ngurtë, raporti stekiometrik Si/C ndryshon me shpërndarjen e fushës termike. Prandaj, është e nevojshme të kontrollohet shpërndarja dhe transporti i përbërësve të fazës së gazit për të siguruar që ata të arrijnë pozicionet specifike të kristalizimit në dhomën e rritjes.
Për të parandaluar formimin e karbidit të silicit polikristalin nga kristalizimi i çrregullt në fazën e gazit, kristalet fillestare të karbidit të silicit vendosen në krye të dhomës së rritjes. Nën ndikimin e mbingopjes në fazën e gazit, përbërësit e fazës së gazit do të depozitohen në sipërfaqen e kristalit fillestar për të formuar kristale të vetme të karbidit të silicit. I gjithë procesi i reagimit zhvillohet në një dhomë të mbyllur rritjeje, ku të gjithë parametrat e sistemit të reagimit janë të lidhur me njëri-tjetrin. Çdo luhatje në kushtet e rritjes do të ndikojë në stabilitetin e rritjes së kristalit të vetëm.
Përveç kësaj, strukturat e ndryshme të paketuara ngushtë të kristaleve të vetme të karabit të silicit në aspektin e orientimit të tyre kristalor çojnë në metoda të ndryshme të lidhjes dhe lidhjes atomike, duke formuar kështu më shumë se 200 forma kristalore të izomerëve të karabit të silicit. Pengesa e konvertimit të energjisë midis formave të ndryshme kristalore është jashtëzakonisht e ulët, kështu që transformimi i formës kristalore ka shumë të ngjarë të ndodhë në sistemin e rritjes së kristalit të vetëm PVT, duke rezultuar në forma të çrregullta kristalore të synuara dhe defekte të ndryshme të kristalizimit. Prandaj, është e nevojshme të përdoren pajisje të dedikuara inspektimi për të zbuluar formën kristalore dhe defekte të ndryshme të shufrës kristalore.
Procesi i përgatitjes së karbidit të silikonit ka kërkesa jashtëzakonisht të larta, të cilat manifestohen kryesisht në aspektet e mëposhtme:
- Në procesin e sintezës së pluhurit të karbidit të silicit ka shumë papastërti mjedisore, duke e bërë të vështirë marrjen e pluhurit me pastërti të lartë. Reaksioni i paplotë midis pluhurit të silicit dhe pluhurit të karbonit si burim reagimi ka tendencë të shkaktojë një çekuilibër në raportin Si/C. Forma kristalore dhe madhësia e grimcave të pluhurit të karbidit të silicit pas sintezës janë të vështira për t'u kontrolluar.
- Në kushte të temperaturës së lartë mbi 2300℃ dhe afër vakumit, karbidi i silicit i nënshtrohet një procesi transformimi dhe rikristalizimi "të ngurtë-gaz-të ngurtë" në një dhomë të mbyllur grafiti. Ky proces ka një cikël të gjatë rritjeje, është i vështirë për t'u kontrolluar dhe është i prirur ndaj defekteve të tilla si mikrotubulat dhe përfshirjet.
- Karbidi i silikonit përfshin mbi 200 forma të ndryshme kristalore, por prodhimi zakonisht kërkon vetëm një formë kristalore. Gjatë procesit të rritjes, transformimi i formës kristalore është i prirur të ndodhë, duke rezultuar në defekte të përfshirjes shumëtipore. Gjatë procesit të përgatitjes, është e vështirë të kontrollohet në mënyrë të qëndrueshme një formë e vetme specifike kristalore, dhe pengesa e konvertimit të energjisë midis formave të ndryshme kristalore është jashtëzakonisht e ulët, gjë që rrit vështirësinë e kontrollit. Kontrolli i parametrave dhe kërkimet përkatëse gjatë kësaj periudhe kërkojnë kosto të mëdha kërkimore dhe zhvillimore, gjë që është gjithashtu një nga arsyet për koston e lartë të karbidit të silikonit në përputhje me standardet.
Koha e postimit: 03 korrik 2025