Усули PVT, ки номи пурраи он интиқоли буғи физикӣ мебошад, як усули маъмули парвариши карбиди кремний мебошад (...SiC) кристаллҳо дар зери ҳарорати баланд ва фишори баланд. Принсипи асосии он гарм кардани хокаи карбиди кремний барои сублиматсия дар ҳарорати болотар аз 2300℃ ва дар муҳити фишори паст, ки ба вакуум наздик аст, мебошад, ки гази реаксияро ташкил медиҳад, ки дорои ҷузъҳои газӣ ба монанди Si, Si2C ва SiC2 мебошад. Аз сабаби фишори қисман дар фазаи газӣ будани ҷузъҳои Si ва C, ки дар натиҷаи реаксияи сублиматсияи фазаи сахт ба вуҷуд омадаанд, таносуби стехиометрии Si/C бо тақсимоти майдони гармӣ фарқ мекунад. Аз ин рӯ, назорат кардани тақсимот ва интиқоли ҷузъҳои фазаи газӣ зарур аст, то боварӣ ҳосил шавад, ки онҳо ба мавқеъҳои мушаххаси кристаллизатсия дар камераи афзоиш мерасанд.
Барои пешгирӣ аз ташаккули карбиди поликристаллии кремний дар фазаи газӣ, кристаллҳои тухмии карбиди кремний дар болои камераи афзоиш ҷойгир карда мешаванд. Дар зери таъсири сершавии фазаи газӣ, ҷузъҳои фазаи газӣ дар сатҳи кристалли тухмӣ ҷамъ шуда, кристаллҳои ягонаи карбиди кремнийро ташкил медиҳанд. Тамоми раванди реаксия дар камераи пӯшидаи афзоиш сурат мегирад, ки дар он ҳамаи параметрҳои системаи реаксия бо ҳамдигар пайвастанд. Ҳар гуна тағйирёбии шароити афзоиш ба устувории афзоиши монокристалл таъсир мерасонад.
Илова бар ин, сохторҳои гуногуни наздики кристаллҳои монокристаллҳои карбиди кремний аз ҷиҳати самти кристаллии онҳо боиси пайдоиши усулҳои гуногуни пайвастшавӣ ва пайвандкунии атомӣ мегарданд, ки дар натиҷа зиёда аз 200 шакли кристаллии изомерҳои карбиди кремний ба вуҷуд меоянд. Монеаи табдили энергия байни шаклҳои гуногуни кристалл хеле паст аст, аз ин рӯ, эҳтимоли зиёд вуҷуд дорад, ки дар системаи афзоиши монокристаллии PVT табдили шакли кристалл ба амал ояд, ки боиси бетартибии шаклҳои кристаллии мақсаднок ва нуқсонҳои гуногуни кристаллизатсия мегардад. Аз ин рӯ, барои муайян кардани шакли кристалл ва нуқсонҳои гуногуни резаҳои кристаллӣ истифодаи таҷҳизоти махсуси санҷиш зарур аст.
Раванди тайёр кардани карбиди кремний талаботи ниҳоят баланд дорад, ки асосан дар ҷанбаҳои зерин зоҳир мешавад:
- Дар раванди синтези хокаи карбиди кремний ифлосҳои зиёди экологӣ мавҷуданд, ки ба даст овардани хокаи тозагии баландро душвор мегардонанд. Реаксияи нопурра байни хокаи кремний ва хокаи карбон ҳамчун манбаи реаксия боиси номутавозинии таносуби Si/C мегардад. Шакли кристаллӣ ва андозаи зарраҳои хокаи карбиди кремний пас аз синтез душвор аст.
- Дар шароити ҳарорати баланд аз 2300℃ ва наздик ба вакуум, карбиди кремний дар камераи пӯшидаи графитӣ аз раванди табдили "сахт-газ-сахт" ва аз нав кристаллизатсия мегузарад. Ин раванд давраи тӯлонии афзоиш дорад, назорат карданаш душвор аст ва ба нуқсонҳо ба монанди микронайчаҳо ва дохилшавӣ моил аст.
- Карбиди кремний зиёда аз 200 шакли гуногуни кристаллро дар бар мегирад, аммо истеҳсол одатан танҳо як шакли кристаллро талаб мекунад. Дар раванди афзоиш, табдили шакли кристаллӣ ба амал меояд, ки боиси нуқсонҳои дохилшавии бисёрнамуд мегардад. Дар раванди омодасозӣ, назорати устувори як шакли кристаллии мушаххас душвор аст ва монеаи табдили энергия байни шаклҳои гуногуни кристаллӣ хеле паст аст, ки душвории назоратро зиёд мекунад. Назорати параметрҳо ва таҳқиқоти марбут ба он дар ин давра хароҷоти бузурги тадқиқот ва рушдро талаб мекунад, ки ин низ яке аз сабабҳои арзиши баланди карбиди кремнийи мувофиқ мебошад.
Вақти нашр: 03 июли соли 2025