ПВТ ысулы, аның тулы исеме - Физик пар ташу, кремний карбидын үстерү өчен киң таралган ысул (SiC) югары температура һәм югары басым астында кристаллар. Аның төп принцибы - кремний карбиды порошогын 2300℃ тан югарырак температурада һәм вакуумга якын түбән басымлы мохиттә сублимациягә җылыту, Si, Si2C һәм SiC2 кебек газсыман компонентларны үз эченә алган реакция газын формалаштыру. Каты фазалы сублимация реакциясе нәтиҗәсендә барлыкка килгән Si һәм C компонентларының газ фазасындагы парциаль басымнары төрле булу сәбәпле, Si/C стехиометрик нисбәте җылылык кыры бүленеше белән үзгәрә. Шуңа күрә, үсеш камерасындагы билгеле бер кристаллашу позицияләренә ирешүләрен тәэмин итү өчен, газ фазасы компонентларының бүленешен һәм ташылуын контрольдә тоту кирәк.
Газ фазасындагы кристаллашуның тәртипсезлеге аркасында поликристалл кремний карбиды барлыкка килмәсен өчен, үсеш камерасының өске өлешенә кремний карбиды орлык кристаллары урнаштырыла. Газ фазасындагы артык туендыру йогынтысында газ фазасындагы компонентлар орлык кристалы өслегенә утырып, кремний карбиды монокристалларын барлыкка китерәчәк. Реакция процессы тулысынча ябык үсеш камерасында бара, анда реакция системасының барлык параметрлары бер-берсе белән бәйләнгән. Үсеш шартларындагы теләсә нинди тирбәнеш монокристалл үсешенең тотрыклылыгына тәэсир итәчәк.
Моннан тыш, кремний карбиды монокристалларының кристалл ориентациясе буенча төрле тыгыз урнашкан структуралары төрле атом тоташу һәм бәйләнеш ысулларына китерә, шуның белән кремний карбиды изомерларының 200 дән артык кристалл формасы барлыкка килә. Төрле кристалл формалары арасындагы энергия үзгәртү киртәсе бик түбән, шуңа күрә PVT монокристалл үсеш системасында кристалл формасының үзгәрүе бик ихтимал, бу максатлы кристалл формаларының тәртипсезлегенә һәм төрле кристаллашу кимчелекләренә китерә. Шуңа күрә кристалл формасын һәм кристалл коелмасының төрле кимчелекләрен ачыклау өчен махсус тикшерү җиһазларын куллану кирәк.
Кремний карбидын әзерләү процессы бик югары таләпләргә ия, нигездә түбәндәге аспектларда чагыла:
- Кремний карбиды порошогын синтезлау процессында күп кенә әйләнә-тирә мохит катнашмалары бар, бу югары сафлыклы порошок алуны кыенлаштыра. Реакция чыганагы буларак, кремний порошогы һәм углерод порошогы арасындагы тулы булмаган реакция Si/C2 нисбәтендә дисбаланс китереп чыгарырга мөмкин. Синтездан соң кремний карбиды порошогының кристалл формасын һәм кисәкчәләренең зурлыгын контрольдә тоту авыр.
- 2300℃ тан югарырак югары температура һәм вакуумга якын шартларда кремний карбиды ябык графит камерасында "каты-газ-каты" трансформациясен һәм яңадан кристаллашу процессын кичерә. Бу процесс озын үсеш циклына ия, аны контрольдә тоту авыр һәм микротөтүкләр һәм кушылмалар кебек кимчелекләргә бирешүчән.
- Кремний карбиды 200 дән артык төрле кристалл формасын үз эченә ала, ләкин җитештерү гадәттә бер генә кристалл формасын таләп итә. Үсеш процессында кристалл формасының трансформациясе еш очрый, бу күп төрле кушылу кимчелекләренә китерә. Әзерләү процессында бер генә конкрет кристалл формасын тотрыклы контрольдә тоту авыр, һәм төрле кристалл формалары арасындагы энергияне үзгәртү киртәсе бик түбән, бу контрольдә тотуның кыенлыгын арттыра. Бу чорда параметрларны контрольдә тоту һәм аңа бәйле тикшеренүләр зур тикшеренү һәм эшләнмәләр чыгымнарын таләп итә, бу шулай ук сыйфатлы кремний карбидының югары бәясенең сәбәпләренең берсе.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 3 июле