దాని ఆవిష్కరణ నుండి, సిలికాన్ కార్బైడ్ విస్తృత దృష్టిని ఆకర్షించింది. సిలికాన్ కార్బైడ్ సగం Si అణువులతో మరియు సగం C అణువులతో కూడి ఉంటుంది, ఇవి sp3 హైబ్రిడ్ ఆర్బిటాళ్లను పంచుకునే ఎలక్ట్రాన్ జతల ద్వారా సమయోజనీయ బంధాల ద్వారా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. దాని సింగిల్ క్రిస్టల్ యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణ యూనిట్లో, నాలుగు Si అణువులు ఒక సాధారణ టెట్రాహెడ్రల్ నిర్మాణంలో అమర్చబడి ఉంటాయి మరియు C అణువు సాధారణ టెట్రాహెడ్రాన్ మధ్యలో ఉంటుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, Si అణువును టెట్రాహెడ్రాన్ కేంద్రంగా కూడా పరిగణించవచ్చు, తద్వారా SiC4 లేదా CSi4 ఏర్పడుతుంది. చతుర్భుజ నిర్మాణం. SiCలోని సమయోజనీయ బంధం అత్యంత అయానిక్గా ఉంటుంది మరియు సిలికాన్-కార్బన్ బంధ శక్తి చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, దాదాపు 4.47eV. తక్కువ స్టాకింగ్ ఫాల్ట్ ఎనర్జీ కారణంగా, సిలికాన్ కార్బైడ్ స్ఫటికాలు వృద్ధి ప్రక్రియలో సులభంగా వివిధ పాలిటైప్లను ఏర్పరుస్తాయి. 200 కంటే ఎక్కువ తెలిసిన పాలిటైప్లు ఉన్నాయి, వీటిని మూడు ప్రధాన వర్గాలుగా విభజించవచ్చు: క్యూబిక్, షట్కోణ మరియు త్రికోణ.
ప్రస్తుతం, SiC స్ఫటికాల ప్రధాన పెరుగుదల పద్ధతుల్లో భౌతిక ఆవిరి రవాణా పద్ధతి (PVT పద్ధతి), అధిక ఉష్ణోగ్రత రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (HTCVD పద్ధతి), ద్రవ దశ పద్ధతి మొదలైనవి ఉన్నాయి. వాటిలో, PVT పద్ధతి మరింత పరిణతి చెందినది మరియు పారిశ్రామిక సామూహిక ఉత్పత్తికి మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది.
PVT పద్ధతి అని పిలవబడేది, క్రూసిబుల్ పైభాగంలో SiC సీడ్ స్ఫటికాలను ఉంచడం మరియు క్రూసిబుల్ దిగువన ముడి పదార్థంగా SiC పౌడర్ను ఉంచడం. అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు అల్ప పీడనం ఉన్న క్లోజ్డ్ వాతావరణంలో, ఉష్ణోగ్రత ప్రవణత మరియు ఏకాగ్రత వ్యత్యాసం చర్య కింద SiC పౌడర్ సబ్లిమేట్ అవుతుంది మరియు పైకి కదులుతుంది. దానిని విత్తన క్రిస్టల్ సమీపంలోకి రవాణా చేసి, ఆపై సూపర్శాచురేటెడ్ స్థితికి చేరుకున్న తర్వాత దానిని తిరిగి స్ఫటికీకరించే పద్ధతి. ఈ పద్ధతి SiC క్రిస్టల్ పరిమాణం మరియు నిర్దిష్ట క్రిస్టల్ రూపాల యొక్క నియంత్రిత పెరుగుదలను సాధించగలదు.
అయితే, SiC స్ఫటికాలను పెంచడానికి PVT పద్ధతిని ఉపయోగించడం వల్ల దీర్ఘకాలిక వృద్ధి ప్రక్రియలో ఎల్లప్పుడూ తగిన వృద్ధి పరిస్థితులను నిర్వహించడం అవసరం, లేకుంటే అది లాటిస్ డిజార్డర్కు దారితీస్తుంది, తద్వారా క్రిస్టల్ నాణ్యతను ప్రభావితం చేస్తుంది. అయితే, SiC స్ఫటికాల పెరుగుదల క్లోజ్డ్ స్పేస్లో పూర్తవుతుంది. కొన్ని ప్రభావవంతమైన పర్యవేక్షణ పద్ధతులు మరియు అనేక వేరియబుల్స్ ఉన్నాయి, కాబట్టి ప్రక్రియ నియంత్రణ కష్టం.
PVT పద్ధతి ద్వారా SiC స్ఫటికాలను పెంచే ప్రక్రియలో, స్టెప్ ఫ్లో గ్రోత్ మోడ్ (స్టెప్ ఫ్లో గ్రోత్) ఒకే క్రిస్టల్ రూపం యొక్క స్థిరమైన పెరుగుదలకు ప్రధాన యంత్రాంగంగా పరిగణించబడుతుంది.
బాష్పీభవించిన Si అణువులు మరియు C అణువులు కింక్ పాయింట్ వద్ద క్రిస్టల్ ఉపరితల అణువులతో ప్రాధాన్యతగా బంధించబడతాయి, అక్కడ అవి న్యూక్లియేట్ అయి పెరుగుతాయి, దీని వలన ప్రతి అడుగు సమాంతరంగా ముందుకు ప్రవహిస్తుంది. క్రిస్టల్ ఉపరితలంపై దశ వెడల్పు అడాటమ్ల వ్యాప్తి రహిత మార్గాన్ని మించిపోయినప్పుడు, పెద్ద సంఖ్యలో అడాటమ్లు సమీకరించబడతాయి మరియు ఏర్పడిన రెండు-డైమెన్షనల్ ద్వీపం లాంటి వృద్ధి మోడ్ దశ ప్రవాహ వృద్ధి మోడ్ను నాశనం చేస్తుంది, ఫలితంగా 4H క్రిస్టల్ నిర్మాణ సమాచారం కోల్పోతుంది, ఫలితంగా బహుళ లోపాలు ఏర్పడతాయి. అందువల్ల, ప్రక్రియ పారామితుల సర్దుబాటు ఉపరితల దశ నిర్మాణం యొక్క నియంత్రణను సాధించాలి, తద్వారా పాలిమార్ఫిక్ లోపాల ఉత్పత్తిని అణిచివేస్తుంది, ఒకే క్రిస్టల్ రూపాన్ని పొందే ఉద్దేశ్యాన్ని సాధిస్తుంది మరియు చివరికి అధిక-నాణ్యత స్ఫటికాలను తయారు చేస్తుంది.
ముందుగా అభివృద్ధి చేయబడిన SiC క్రిస్టల్ వృద్ధి పద్ధతిగా, భౌతిక ఆవిరి రవాణా పద్ధతి ప్రస్తుతం SiC స్ఫటికాలను పెంచడానికి అత్యంత ప్రధాన స్రవంతి వృద్ధి పద్ధతి. ఇతర పద్ధతులతో పోలిస్తే, ఈ పద్ధతి వృద్ధి పరికరాలకు తక్కువ అవసరాలు, సరళమైన వృద్ధి ప్రక్రియ, బలమైన నియంత్రణ, సాపేక్షంగా సమగ్ర అభివృద్ధి పరిశోధనను కలిగి ఉంది మరియు ఇప్పటికే పారిశ్రామిక అనువర్తనాన్ని సాధించింది. HTCVD పద్ధతి యొక్క ప్రయోజనం ఏమిటంటే ఇది వాహక (n, p) మరియు అధిక-స్వచ్ఛత సెమీ-ఇన్సులేటింగ్ వేఫర్లను పెంచగలదు మరియు డోపింగ్ ఏకాగ్రతను నియంత్రించగలదు, తద్వారా వేఫర్లోని క్యారియర్ ఏకాగ్రత 3×1013~5×1019/cm3 మధ్య సర్దుబాటు అవుతుంది. ప్రతికూలతలు అధిక సాంకేతిక పరిమితి మరియు తక్కువ మార్కెట్ వాటా. ద్రవ-దశ SiC క్రిస్టల్ వృద్ధి సాంకేతికత పరిణతి చెందుతూనే ఉన్నందున, ఇది భవిష్యత్తులో మొత్తం SiC పరిశ్రమను ముందుకు తీసుకెళ్లడంలో గొప్ప సామర్థ్యాన్ని చూపుతుంది మరియు SiC క్రిస్టల్ వృద్ధిలో కొత్త పురోగతి పాయింట్ అయ్యే అవకాశం ఉంది.
పోస్ట్ సమయం: ఏప్రిల్-16-2024