உடல் நீராவி போக்குவரத்து (PVT) அறிமுகம்

SiC இன் சொந்த குணாதிசயங்கள் அதன் ஒற்றை படிக வளர்ச்சி மிகவும் கடினமானது என்பதை தீர்மானிக்கிறது. வளிமண்டல அழுத்தத்தில் Si:C=1:1 திரவ நிலை இல்லாததால், செமிகண்டக்டர் தொழில்துறையின் முக்கிய நீரோட்டத்தால் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட மிகவும் முதிர்ந்த வளர்ச்சி செயல்முறையை அதிக முதிர்ந்த வளர்ச்சி முறை-நேராக இழுக்கும் முறை, இறங்கு குரூசிபிள் வளர பயன்படுத்த முடியாது. முறை மற்றும் வளர்ச்சிக்கான பிற முறைகள். கோட்பாட்டு கணக்கீடுகளுக்குப் பிறகு, அழுத்தம் 105 atm ஐ விட அதிகமாகவும், வெப்பநிலை 3200 ℃ ஐ விட அதிகமாகவும் இருக்கும்போது மட்டுமே, Si:C = 1:1 கரைசலின் ஸ்டோச்சியோமெட்ரிக் விகிதத்தைப் பெற முடியும். pvt முறை தற்போது மிகவும் முக்கிய முறைகளில் ஒன்றாகும்.

PVT முறையானது வளர்ச்சி உபகரணங்களுக்கு குறைந்த தேவைகளைக் கொண்டுள்ளது, எளிமையான மற்றும் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய செயல்முறையாகும், மேலும் தொழில்நுட்ப வளர்ச்சி ஒப்பீட்டளவில் முதிர்ச்சியடைந்துள்ளது மற்றும் ஏற்கனவே தொழில்மயமாக்கப்பட்டுள்ளது. PVT முறையின் அமைப்பு கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.

கிராஃபைட் க்ரூசிபிலின் வெளிப்புற வெப்ப பாதுகாப்பு நிலையை கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் அச்சு மற்றும் ரேடியல் வெப்பநிலை புலத்தின் ஒழுங்குமுறையை உணர முடியும். SiC தூள் அதிக வெப்பநிலையுடன் கிராஃபைட் க்ரூசிபிளின் அடிப்பகுதியில் வைக்கப்படுகிறது, மேலும் SiC விதை படிகமானது குறைந்த வெப்பநிலையுடன் கிராஃபைட் க்ரூசிபிளின் மேல் நிலையாக உள்ளது. வளர்ந்து வரும் ஒற்றைப் படிகத்திற்கும் தூளுக்கும் இடையேயான தொடர்பைத் தவிர்க்க, தூள் மற்றும் விதைப் படிகங்களுக்கு இடையே உள்ள தூரம் பொதுவாக பத்து மில்லிமீட்டர்களாகக் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

வெப்பநிலை சாய்வு பொதுவாக 15-35°C/cm இடைவெளியில் இருக்கும். 50-5000 Pa அழுத்தத்தில் உள்ள மந்த வாயு வெப்பச்சலனத்தை அதிகரிக்க உலைகளில் தக்கவைக்கப்படுகிறது. SiC தூள் வெவ்வேறு வெப்பமூட்டும் முறைகள் மூலம் 2000-2500°C க்கு வெப்பப்படுத்தப்படுகிறது (தூண்டல் வெப்பமாக்கல் மற்றும் எதிர்ப்பு வெப்பமாக்கல், தொடர்புடைய சாதனம் தூண்டல் உலை மற்றும் எதிர்ப்பு உலை ஆகும்), மேலும் மூல தூள் Si, Si2C போன்ற வாயு-நிலை கூறுகளாக பதங்கமடைகிறது மற்றும் சிதைகிறது. , SiC2, முதலியன, விதை படிக முனைக்கு வாயு வெப்பச்சலனத்துடன் கொண்டு செல்லப்படுகின்றன, மேலும் SiC படிகங்கள் ஒற்றை படிக வளர்ச்சியை அடைய விதை படிகங்களில் படிகமாக்கப்படுகின்றன. அதன் வழக்கமான வளர்ச்சி விகிதம் 0.1-2mm/h ஆகும்.

தற்போது, ​​PVT முறை உருவாக்கப்பட்டது மற்றும் முதிர்ச்சியடைந்துள்ளது, மேலும் ஆண்டுக்கு நூறாயிரக்கணக்கான துண்டுகளின் வெகுஜன உற்பத்தியை உணர முடியும், மேலும் அதன் செயலாக்க அளவு 6 அங்குலமாக உணரப்பட்டது, இப்போது 8 அங்குலமாக வளர்ந்து வருகிறது, மேலும் தொடர்புடையவைகளும் உள்ளன. நிறுவனங்கள் 8-இன்ச் அடி மூலக்கூறு சிப் மாதிரிகளின் உணர்தலைப் பயன்படுத்துகின்றன. இருப்பினும், PVT முறை இன்னும் பின்வரும் சிக்கல்களைக் கொண்டுள்ளது:

• பெரிய அளவிலான SiC அடி மூலக்கூறு தயாரிப்பு தொழில்நுட்பம் இன்னும் முதிர்ச்சியடையவில்லை. PVT முறையானது நீளமான நீண்ட தடிமனாக மட்டுமே இருக்க முடியும் என்பதால், குறுக்கு விரிவாக்கத்தை உணர கடினமாக உள்ளது. ஒரு பெரிய விட்டம் கொண்ட SiC செதில்களைப் பெற, பெரும்பாலும் அதிக அளவு பணத்தையும் முயற்சியையும் முதலீடு செய்ய வேண்டும், மேலும் தற்போதைய SiC செதில் அளவு தொடர்ந்து விரிவடைந்து வருவதால், இந்த சிரமம் படிப்படியாக அதிகரிக்கும். (Si இன் வளர்ச்சியைப் போலவே).
• PVT முறையில் வளர்க்கப்படும் SiC அடி மூலக்கூறுகளில் உள்ள குறைபாடுகளின் தற்போதைய நிலை இன்னும் அதிகமாக உள்ளது. இடப்பெயர்வுகள் தடுக்கும் மின்னழுத்தத்தைக் குறைக்கின்றன மற்றும் SiC சாதனங்களின் கசிவு மின்னோட்டத்தை அதிகரிக்கின்றன, இது SiC சாதனங்களின் பயன்பாட்டை பாதிக்கிறது.
• P-வகை அடி மூலக்கூறுகளை PVT தயாரிப்பது கடினம். தற்போது SiC சாதனங்கள் முக்கியமாக ஒருமுனை சாதனங்களாக உள்ளன. எதிர்கால உயர் மின்னழுத்த இருமுனை சாதனங்களுக்கு p-வகை அடி மூலக்கூறுகள் தேவைப்படும். p-வகை அடி மூலக்கூறின் பயன்பாடு N-வகை எபிடாக்சியலின் வளர்ச்சியை உணர முடியும், N-வகை அடி மூலக்கூறில் P-வகை எபிடாக்சியலின் வளர்ச்சியுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக கேரியர் இயக்கம் உள்ளது, இது SiC சாதனங்களின் செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்தும்.