2 इंच SiC पिंड Dia50.8mmx10mmt 4H-N मोनोक्रिस्टल
SiC क्रिस्टल ग्रोथ टेक्नोलॉजी
SiC की विशेषताएं एकल क्रिस्टल विकसित करना कठिन बना देती 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 प्रत्यक्ष ड्राइंग विधि और द्वारा SiC को बढ़ाना संभव नहीं है। गिरती हुई क्रूसिबल विधि, जो अर्धचालक उद्योग का मुख्य आधार है। सैद्धांतिक रूप से, Si: C = 1: 1 के स्टोइकोमेट्रिक अनुपात वाला 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 पीवीटी विधि, तरल-चरण विधि और उच्च तापमान वाष्प-चरण रासायनिक जमाव विधि शामिल हैं।
हमारे द्वारा प्रदान किए जाने वाले SiC वेफर्स और क्रिस्टल मुख्य रूप से भौतिक वाष्प परिवहन (पीवीटी) द्वारा उगाए जाते हैं, और निम्नलिखित पीवीटी का संक्षिप्त परिचय है:
भौतिक वाष्प परिवहन (पीवीटी) विधि की उत्पत्ति 1955 में लेली द्वारा आविष्कृत गैस-चरण उर्ध्वपातन तकनीक से हुई, जिसमें SiC पाउडर को ग्रेफाइट ट्यूब में रखा जाता है और SiC पाउडर को विघटित और उर्ध्वपातित करने के लिए उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है, और फिर ग्रेफाइट को ट्यूब को ठंडा किया जाता है, और SiC पाउडर के विघटित गैस-चरण 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 मुश्किल है, यह बाद के शोधकर्ताओं के लिए विचार प्रदान करता है।
वाईएम ताईरोव एट अल। रूस में इस आधार पर बीज क्रिस्टल की अवधारणा पेश की गई, जिससे अनियंत्रित क्रिस्टल आकार और SiC क्रिस्टल की न्यूक्लियेशन स्थिति की समस्या हल हो गई। बाद के शोधकर्ताओं ने सुधार जारी रखा और अंततः भौतिक वाष्प स्थानांतरण (पीवीटी) विधि विकसित की जो आज औद्योगिक रूप से उपयोग की जाती है।
सबसे प्रारंभिक SiC क्रिस्टल विकास विधि के रूप में, PVT वर्तमान में SiC क्रिस्टल के लिए सबसे मुख्यधारा विकास विधि है। अन्य तरीकों की तुलना में, इस विधि में विकास उपकरण, सरल विकास प्रक्रिया, मजबूत नियंत्रणीयता, संपूर्ण विकास और अनुसंधान की कम आवश्यकताएं हैं, और पहले से ही औद्योगिकीकरण किया जा चुका है।