2 इंच SiC पिंड व्यास 50.8mmx10mmt 4H-N मोनोक्रिस्टल
SiC क्रिस्टल विकास प्रौद्योगिकी
SiC की विशेषताएँ एकल क्रिस्टलों को विकसित करना कठिन बनाती हैं। इसका मुख्य कारण यह है कि वायुमंडलीय दाब पर Si : C = 1 : 1 के स्टोइकोमेट्रिक अनुपात वाला कोई द्रव प्रावस्था नहीं होती, और अधिक परिपक्व वृद्धि विधियों, जैसे कि प्रत्यक्ष आरेखण विधि और गिरती क्रूसिबल विधि, जो अर्धचालक उद्योग के मुख्य आधार हैं, द्वारा SiC को विकसित करना संभव नहीं है। सैद्धांतिक रूप से, Si : C = 1 : 1 के स्टोइकोमेट्रिक अनुपात वाला विलयन केवल तभी प्राप्त किया जा सकता है जब दाब 10E5atm से अधिक हो और तापमान 3200°C से अधिक हो। वर्तमान में, मुख्यधारा की विधियों में PVT विधि, द्रव-प्रावस्था विधि और उच्च-तापमान वाष्प-प्रावस्था रासायनिक निक्षेपण विधि शामिल हैं।
हमारे द्वारा उपलब्ध कराए जाने वाले SiC वेफर्स और क्रिस्टल मुख्य रूप से भौतिक वाष्प परिवहन (PVT) द्वारा विकसित किए जाते हैं, और निम्नलिखित PVT का संक्षिप्त परिचय है:
भौतिक वाष्प परिवहन (PVT) विधि की उत्पत्ति 1955 में लेली द्वारा आविष्कृत गैस-प्रावस्था ऊर्ध्वपातन तकनीक से हुई है, जिसमें SiC पाउडर को एक ग्रेफाइट ट्यूब में रखा जाता है और उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है ताकि SiC पाउडर विघटित और ऊर्ध्वपातित हो जाए, और फिर ग्रेफाइट ट्यूब को ठंडा किया जाता है, और SiC पाउडर के विघटित गैस-प्रावस्था घटकों को ग्रेफाइट ट्यूब के आसपास के क्षेत्र में SiC क्रिस्टल के रूप में जमा और क्रिस्टलीकृत किया जाता है। हालाँकि इस विधि से बड़े आकार के SiC एकल क्रिस्टल प्राप्त करना कठिन है और ग्रेफाइट ट्यूब के अंदर जमाव प्रक्रिया को नियंत्रित करना कठिन है, यह बाद के शोधकर्ताओं के लिए विचार प्रदान करता है।
रूस में वाईएम ताइरोव और उनके साथियों ने इसी आधार पर बीज क्रिस्टल की अवधारणा प्रस्तुत की, जिससे SiC क्रिस्टल के अनियंत्रित क्रिस्टल आकार और केंद्रक स्थिति की समस्या का समाधान हो गया। बाद के शोधकर्ताओं ने इसमें सुधार जारी रखा और अंततः भौतिक वाष्प स्थानांतरण (PVT) विधि विकसित की जिसका आज औद्योगिक रूप से उपयोग किया जाता है।
SiC क्रिस्टल वृद्धि की सबसे प्रारंभिक विधि होने के नाते, PVT वर्तमान में SiC क्रिस्टलों के लिए सबसे मुख्यधारा वृद्धि विधि है। अन्य विधियों की तुलना में, इस विधि में वृद्धि उपकरणों की कम आवश्यकता, सरल वृद्धि प्रक्रिया, मजबूत नियंत्रणीयता, गहन विकास और अनुसंधान की आवश्यकता होती है, और इसका औद्योगिकीकरण पहले ही हो चुका है।
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