சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) படிக வளர்ச்சி உலை என்பது என்ன?

SiCஇது பெரிய பட்டை இடைவெளி, உயர் வெப்பக் கடத்துத்திறன், உயர் மீப்பெரு முறிவுப் புல வலிமை மற்றும் உயர் எலக்ட்ரான் செறிவூட்டல் சறுக்கல் வீதம் ஆகிய பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இது உயர் வெப்பநிலை, உயர் அழுத்தம், உயர் அதிர்வெண் மற்றும் உயர் சக்தி நிலைகளின் கீழ் உள்ள பயன்பாட்டுத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யக்கூடியது. இது புதிய ஆற்றல் வாகனங்கள், ஒளிமின்னழுத்தங்கள், தொழில்துறை கட்டுப்பாடு, வானொலி அதிர்வெண் தொடர்புகள் மற்றும் பிற துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படலாம். தொடர்புடைய தொழில்களின் விரைவான வளர்ச்சியுடன், சிலிக்கான் கார்பைடால் குறிப்பிடப்படும் மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்தி சந்தை புதிய வாய்ப்புகளைத் திறந்துவிட்டுள்ளது.

படிக வளர்ச்சி என்பது சிலிக்கான் கார்பைடு மூலப்பொருள் உற்பத்தியின் மைய இணைப்பாகும், மேலும் அதன் முக்கிய உபகரணம் படிக வளர்ச்சி உலை ஆகும். பாரம்பரிய படிக சிலிக்கான் தரத்திலான படிக வளர்ச்சி உலைகளைப் போலவே, இந்த உலையின் கட்டமைப்பும் மிகவும் சிக்கலானதல்ல. இது முக்கியமாக உலையின் உடல், வெப்பமூட்டும் அமைப்பு, சுருள் செலுத்தும் பொறிமுறை, வெற்றிடத்தைக் கண்டறிந்து அளவிடும் அமைப்பு, வாயுப் பாதை அமைப்பு, குளிரூட்டும் அமைப்பு, கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு போன்றவற்றால் ஆனது. வெப்பப் புலம் மற்றும் செயல்முறை நிலைமைகள், சிலிக்கான் கார்பைடு படிகத்தின் தரம், அளவு, கடத்துத்திறன் மற்றும் பிற முக்கியக் குறிகாட்டிகளைத் தீர்மானிக்கின்றன.

II. சிலிக்கான் கார்பைடு படிக வளர்ச்சி தொழில்நுட்பத்தில் உள்ள சிக்கல்கள்

சிலிக்கான் கார்பைடு படிக வளர்ச்சியின் வெப்பநிலை மிகவும் அதிகமாக இருப்பதால், அதைக் கண்காணிக்க இயலாது. எனவே, முக்கியச் சிரமம் அந்தச் செயல்முறையிலேயே அடங்கியுள்ளது.

(1)வெப்பப் புலத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதில் சிரமம்மூடப்பட்ட உயர்-வெப்பநிலை குழியைக் கண்காணிப்பது கடினமானதும் கட்டுப்படுத்த முடியாததும் ஆகும். அதிக அளவிலான தானியக்கத்தைக் கொண்டு, படிக வளர்ச்சி செயல்முறையைக் கவனிக்கவும், கட்டுப்படுத்தவும், சரிசெய்யவும் முடியும் என்ற பாரம்பரிய சிலிக்கான் அடிப்படையிலான கரைசல்-இழு படிக வளர்ச்சி உபகரணங்களைப் போலல்லாமல், சிலிக்கான் கார்பைடு படிகங்கள் 2,000°C-க்கு மேற்பட்ட உயர்-வெப்பநிலை சூழலில் ஒரு மூடிய இடத்தில் வளர்கின்றன. மேலும், உற்பத்தியின் போது வளர்ச்சி வெப்பநிலையைத் துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்த வேண்டியிருப்பதால், வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு கடினமாகிறது.

(2)படிக வடிவத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதில் சிரமம்வளர்ச்சி செயல்முறையின் போது நுண்குழாய்கள், பல்லுருவ உள்ளடக்கங்கள், இடப்பெயர்வுகள் மற்றும் பிற குறைபாடுகள் ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது, மேலும் அவை ஒன்றையொன்று பாதித்து உருவாக்குகின்றன. நுண்குழாய்கள் (MP) என்பவை பல மைக்ரான்கள் முதல் பத்து மைக்ரான்கள் வரையிலான அளவு கொண்ட ஊடுவழி வகைக் குறைபாடுகளாகும், இவை சாதனங்களுக்குப் பேரழிவை ஏற்படுத்தும் குறைபாடுகளாகும். சிலிக்கான் கார்பைடு ஒற்றைப் படிகங்கள் 200-க்கும் மேற்பட்ட வெவ்வேறு படிக வடிவங்களைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் சில படிக அமைப்புகள் மட்டுமே (4H வகைஉற்பத்திக்குத் தேவையான குறைக்கடத்திப் பொருட்கள் சிலிக்கான்-கார்பன் (SiC) ஆகும். வளர்ச்சிச் செயல்முறையின் போது படிக வடிவ மாற்றம் ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது, இதன் விளைவாக பல்லுருவ உள்ளடக்கக் குறைபாடுகள் உருவாகின்றன. எனவே, சிலிக்கான்-கார்பன் விகிதம், வளர்ச்சி வெப்பநிலை சாய்வு, படிக வளர்ச்சி விகிதம் மற்றும் வாயுப் பாய்வு அழுத்தம் போன்ற அளவுருக்களைத் துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்துவது அவசியம்.

மேலும், சிலிக்கான் கார்பைடு ஒற்றைப் படிக வளர்ச்சியின் வெப்பப் புலத்தில் ஒரு வெப்பநிலைச் சாய்வு உள்ளது. இது படிக வளர்ச்சிச் செயல்முறையின் போது உள்ளார்ந்த உள் அழுத்தத்திற்கும், அதன் விளைவாக ஏற்படும் இடப்பெயர்வுகளுக்கும் (அடிப்படைத் தள இடப்பெயர்வு BPD, திருகு இடப்பெயர்வு TSD, விளிம்பு இடப்பெயர்வு TED) வழிவகுக்கிறது. இதன் மூலம், அடுத்தடுத்த படிகவளர்ச்சி மற்றும் சாதனங்களின் தரம் மற்றும் செயல்திறனைப் பாதிக்கிறது.

(3)கடினமான ஊக்கமருந்து கட்டுப்பாடுதிசைசார்ந்த கலப்படம் கொண்ட ஒரு கடத்தும் படிகத்தைப் பெறுவதற்கு, வெளிப்புற அசுத்தங்களின் அறிமுகம் கண்டிப்பாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும்;

(4)மெதுவான வளர்ச்சி விகிதம்சிலிக்கான் கார்பைடின் வளர்ச்சி விகிதம் மிகவும் மெதுவாக உள்ளது. பாரம்பரியசிலிக்கான் பொருட்கள்படிகத் தடியாக வளர்வதற்கு 3 நாட்கள் மட்டுமே தேவைப்படும் நிலையில், சிலிக்கான் கார்பைடு படிகத் தடிகள் வளர 7 நாட்கள் தேவைப்படுகின்றன. இது சிலிக்கான் கார்பைடின் உற்பத்தித் திறனை இயல்பாகவே குறைத்து, உற்பத்தியை மிகவும் மட்டுப்படுத்துகிறது.

மறுபுறம், சிலிக்கான் கார்பைடு எபிடெக்சியல் வளர்ச்சியின் அளவுருக்கள் மிகவும் சவாலானவை. உபகரணத்தின் காற்றுப்புகாத் தன்மை, வினை அறையில் உள்ள வாயு அழுத்தத்தின் நிலைத்தன்மை, வாயு செலுத்தும் நேரத்தின் துல்லியமான கட்டுப்பாடு, வாயு விகிதத்தின் துல்லியம் மற்றும் படிவு வெப்பநிலையின் கண்டிப்பான மேலாண்மை ஆகியவை இதில் அடங்கும். குறிப்பாக, சாதனத்தின் தாங்கும் மின்னழுத்த நிலை மேம்படுவதால், எபிடெக்சியல் வேஃபரின் முக்கிய அளவுருக்களைக் கட்டுப்படுத்துவதில் உள்ள சிரமம் கணிசமாக அதிகரித்துள்ளது.

மேலும், புறப்பரப்பு அடுக்கின் தடிமன் அதிகரிப்பதால், தடிமனை உறுதிசெய்யும் அதே வேளையில் மின்தடையின் சீரான தன்மையைக் கட்டுப்படுத்துவதும், குறைபாட்டு அடர்த்தியைக் குறைப்பதும் மற்றொரு பெரும் சவாலாக மாறியுள்ளது. மின்மயமாக்கப்பட்ட கட்டுப்பாட்டு அமைப்பில், பல்வேறு அளவுருக்களைத் துல்லியமாகவும் நிலையாகவும் ஒழுங்குபடுத்துவதை உறுதிசெய்ய, உயர்-துல்லியமான உணர்விகள் மற்றும் இயக்கிகளை ஒருங்கிணைப்பது அவசியமாகிறது. அதே நேரத்தில், கட்டுப்பாட்டு நெறிமுறையை மேம்படுத்துவதும் மிக முக்கியமானது. அது, பின்னூட்ட சமிக்ஞையின்படி நிகழ்நேரத்தில் கட்டுப்பாட்டு உத்தியைச் சரிசெய்து, பல்வேறு மாற்றங்களுக்கு ஏற்ப தன்னை மாற்றியமைத்துக் கொள்ளும் திறனைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.சிலிக்கான் கார்பைடு எபிடெக்சியல் வளர்ச்சிசெயல்முறை.

II. சிலிக்கான் கார்பைடு அடி மூலக்கூறுகளின் உற்பத்தியில் உள்ள முக்கியச் சிக்கல்கள்:

1. இதன் வளர்ச்சி வெப்பநிலை 2000℃-க்கு மேல் உள்ளது, இது சிலிக்கானின் வெப்பநிலையை விட இரண்டு மடங்கு அதிகம்.

2. படிக வளர்ச்சி காலத்தில் படிகத் தண்டின் தடிமன் குறைவாக இருக்கும், மேலும் 7 நாட்களில் 2 செ.மீ சிலிக்கான் கார்பைடு படிகத் தண்டு வளரும்.

3. படிக வகைக்கான தேவைகள் அதிகமாக உள்ளன, மேலும் படிக அமைப்புகளைக் கொண்ட ஒற்றைப் படிக சிலிக்கான் கார்பைடுகள் மிகச் சிலவே உள்ளன.

4. வெட்டுத் தேய்மானம் அதிகமாக உள்ளது, மேலும் சிலிக்கான் கார்பைடு மிக அதிக கடினத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது.

சுருக்கமாக, அதிக நேரச் செலவு மற்றும் சிக்கலான செயலாக்கத் தொழில்நுட்பம் ஆகியவை சிலிக்கான் கார்பைடு அடி மூலக்கூறுகளின் அதிக விலைக்குக் காரணமாகின்றன, இது சிலிக்கான் கார்பைடின் பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.

III. படிக வளர்ச்சி உலைகளின் வகைப்பாடு

வெவ்வேறு வெப்பமூட்டும் முறைகளின்படி, படிக வளர்ச்சி உலைகளைத் தூண்டல் வகை மற்றும் மின்தடை வகை எனப் பிரிக்கலாம். தற்போது, ​​சந்தையில் உள்ள பெரும்பாலான உபகரணங்கள் தூண்டல் வகையைச் சேர்ந்தவை. இவை குறைந்த விலை, எளிய கட்டமைப்பு, எளிதான பராமரிப்பு மற்றும் அதிக வெப்பத் திறன் போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன. இருப்பினும், மின்காந்தத் தூண்டல் விளைவின் காரணமாக, தூண்டல் வெப்பமூட்டலின் அச்சு வெப்பநிலை மற்றும் ஆர வெப்பநிலை ஆகியவை ஒன்றோடொன்று பிணைக்கப்பட்டுள்ளன. இதனால், படிக வளர்ச்சியின் வேகம் மற்றும் படிக வளர்ச்சியின் தரம் ஆகிய இரண்டையும் ஒரே நேரத்தில் கருத்தில் கொள்வது சாத்தியமில்லை.

மின்தடை வெப்பப் புல வளர்ச்சித் தளம், அச்சு வெப்பநிலை மற்றும் ஆர வெப்பநிலையை முறையே துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்துகிறது. இது பெரிய அளவிலான படிகங்களின் வளர்ச்சிக்கு உகந்ததாக இருப்பதுடன், படிக வளர்ச்சி விகிதத்தையும் மேம்படுத்துகிறது. இது எதிர்கால உயர்தர 8-அங்குல சிலிக்கான் கார்பைடு படிக வளர்ச்சிக்கான தீர்வுகளில் ஒன்றாகும்.

தூண்டல் முறைக்கும் மின்தடை முறைக்கும் இடையிலான ஒப்பீடு: