2 इंच SiC पिंड व्यास 50.8mmx10mmt 4H-N मोनोक्रिस्टल
SiC क्रिस्टल विकास प्रौद्योगिकी
SiC की विशेषताएँ एकल क्रिस्टल को विकसित करना मुश्किल बनाती हैं। यह मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण है कि वायुमंडलीय दबाव पर Si: C = 1: 1 के स्टोइकोमेट्रिक अनुपात के साथ कोई तरल चरण नहीं है, और अधिक परिपक्व विकास विधियों जैसे कि प्रत्यक्ष ड्राइंग विधि और गिरती क्रूसिबल विधि द्वारा SiC को विकसित करना संभव नहीं है, जो अर्धचालक उद्योग के मुख्य आधार हैं। सैद्धांतिक रूप से, Si: C = 1: 1 के स्टोइकोमेट्रिक अनुपात वाला एक समाधान केवल तभी प्राप्त किया जा सकता है जब दबाव 10E5atm से अधिक हो और तापमान 3200 ℃ से अधिक हो। वर्तमान में, मुख्यधारा के तरीकों में PVT विधि, तरल-चरण विधि और उच्च तापमान वाष्प-चरण रासायनिक जमाव विधि शामिल हैं।
हमारे द्वारा उपलब्ध कराए गए 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-चरण ऊर्ध्वपातन तकनीक से हुई है, जिसमें SiC पाउडर को ग्रेफाइट ट्यूब में रखा जाता है और SiC पाउडर को विघटित और ऊर्ध्वपातित करने के लिए उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, और फिर ग्रेफाइट ट्यूब को ठंडा किया जाता है, और SiC पाउडर के विघटित गैस-चरण घटकों को ग्रेफाइट ट्यूब के आस-पास 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 मुश्किल है और ग्रेफाइट ट्यूब के अंदर जमाव प्रक्रिया को नियंत्रित करना मुश्किल है, यह बाद के शोधकर्ताओं के लिए विचार प्रदान करता है।
रूस में वाईएम ताइरोव एट अल ने इस आधार पर बीज क्रिस्टल की अवधारणा पेश की, जिसने SiC क्रिस्टल के अनियंत्रित क्रिस्टल आकार और न्यूक्लियेशन स्थिति की समस्या को हल किया। बाद के शोधकर्ताओं ने सुधार जारी रखा और अंततः भौतिक वाष्प स्थानांतरण (PVT) विधि विकसित की जिसका आज औद्योगिक रूप से उपयोग किया जाता है।
सबसे प्रारंभिक SiC क्रिस्टल वृद्धि विधि के रूप में, PVT वर्तमान में SiC क्रिस्टल के लिए सबसे मुख्यधारा की वृद्धि विधि है। अन्य विधियों की तुलना में, इस विधि में वृद्धि उपकरण, सरल विकास प्रक्रिया, मजबूत नियंत्रणीयता, गहन विकास और अनुसंधान की कम आवश्यकताएं हैं, और इसका पहले ही औद्योगिकीकरण हो चुका है।
विस्तृत आरेख
