To'liq nomi Fizikaviy bug'larni tashish bo'lgan PVT usuli kremniy karbidini yetishtirishning keng tarqalgan usuli hisoblanadi (SiC) yuqori harorat va yuqori bosim ostida kristallar. Uning asosiy printsipi kremniy karbid kukunini 2300℃ dan yuqori haroratda va vakuumga yaqin past bosimli muhitda sublimatsiya qilish uchun qizdirish, Si, Si2C va SiC2 kabi gazsimon komponentlarni o'z ichiga olgan reaksiya gazini hosil qilishdir. Qattiq fazali sublimatsiya reaksiyasi natijasida hosil bo'lgan Si va C komponentlarining turli gaz fazali parsial bosimlari tufayli Si/C stexiometrik nisbati issiqlik maydonining taqsimotiga qarab o'zgaradi. Shuning uchun, gaz fazali komponentlarning o'sish kamerasidagi ma'lum kristallanish pozitsiyalariga yetib borishini ta'minlash uchun ularning tarqalishi va tashilishini nazorat qilish kerak.
Gaz fazasidagi tartibsiz kristallanishning polikristalli kremniy karbidini hosil qilishining oldini olish uchun kremniy karbid urug' kristallari o'sish kamerasining yuqori qismiga o'rnatiladi. Gaz fazasidagi super to'yinganlik ta'sirida gaz fazasi komponentlari urug' kristalining yuzasiga cho'kib, kremniy karbid monokristallarini hosil qiladi. Butun reaksiya jarayoni reaksiya tizimining barcha parametrlari bir-biri bilan bog'langan yopiq o'sish kamerasida sodir bo'ladi. O'sish sharoitidagi har qanday tebranish monokristalli o'sishning barqarorligiga ta'sir qiladi.
Bundan tashqari, kremniy karbid monokristallarining kristall yo'nalishi jihatidan turli xil yaqin joylashgan tuzilmalari turli atom ulanish va bog'lanish usullariga olib keladi, shu bilan 200 dan ortiq kremniy karbid izomerlarining kristall shakllarini hosil qiladi. Turli kristall shakllari orasidagi energiya konvertatsiyasi to'sig'i juda past, shuning uchun PVT monokristal o'sish tizimida kristall shaklining o'zgarishi ehtimoli juda yuqori, natijada tartibsiz nishon kristall shakllari va turli kristallanish nuqsonlari paydo bo'ladi. Shuning uchun, kristall shaklini va kristall quymasining turli nuqsonlarini aniqlash uchun maxsus tekshirish uskunalaridan foydalanish kerak.
Silikon karbidni tayyorlash jarayoni juda yuqori talablarga ega, asosan quyidagi jihatlarda namoyon bo'ladi:
- Silikon karbid kukunini sintez qilish jarayonida ko'plab atrof-muhit aralashmalari mavjud bo'lib, bu yuqori tozalikdagi kukunni olishni qiyinlashtiradi. Reaksiya manbai sifatida silikon kukuni va uglerod kukuni o'rtasidagi to'liq bo'lmagan reaksiya Si/C nisbatida nomutanosiblikka olib kelishi mumkin. Sintezdan keyin silikon karbid kukunining kristall shakli va zarracha hajmini nazorat qilish qiyin.
- 2300℃ dan yuqori yuqori harorat va vakuumga yaqin sharoitlarda kremniy karbidi yopiq grafit kamerasida "qattiq-gaz-qattiq" transformatsiyasi va qayta kristallanish jarayonidan o'tadi. Bu jarayon uzoq o'sish sikliga ega, uni boshqarish qiyin va mikrotubulalar va qo'shilishlar kabi nuqsonlarga moyil.
- Kremniy karbidi 200 dan ortiq turli xil kristall shakllarini o'z ichiga oladi, ammo ishlab chiqarish odatda faqat bitta kristall shaklini talab qiladi. O'sish jarayonida kristall shaklining o'zgarishi tez-tez uchraydi, bu esa ko'p turdagi qo'shilish nuqsonlariga olib keladi. Tayyorlash jarayonida bitta aniq kristall shaklini barqaror boshqarish qiyin va turli kristall shakllari orasidagi energiya konversiyasi to'sig'i juda past, bu esa nazorat qilish qiyinligini oshiradi. Ushbu davrda parametrlarni boshqarish va unga bog'liq tadqiqotlar katta ilmiy-tadqiqot va ishlanmalar xarajatlarini talab qiladi, bu ham mos keladigan kremniy karbidining yuqori narxining sabablaridan biridir.
Joylashtirilgan vaqt: 2025-yil 3-iyul