SiC সিলিকন কার্বাইড একক স্ফটিক বৃদ্ধি

আবিষ্কারের পর থেকে, সিলিকন কার্বাইড ব্যাপক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। সিলিকন কার্বাইড অর্ধেক Si পরমাণু এবং অর্ধেক C পরমাণু দ্বারা গঠিত, যেগুলো sp3 হাইব্রিড অরবিটাল ভাগ করে ইলেকট্রন জোড়ার মাধ্যমে সমযোজী বন্ধন দ্বারা সংযুক্ত। এর একক স্ফটিকের মৌলিক কাঠামোগত ইউনিটে, চারটি Si পরমাণু একটি নিয়মিত টেট্রাহেড্রাল কাঠামোতে সাজানো থাকে এবং C পরমাণু নিয়মিত টেট্রাহেড্রনের কেন্দ্রে অবস্থিত। বিপরীতভাবে, Si পরমাণুটিকে টেট্রাহেড্রনের কেন্দ্র হিসাবেও বিবেচনা করা যেতে পারে, যার ফলে SiC4 বা CSi4 গঠন করে। টেট্রাহেড্রাল কাঠামো। SiC-তে সমযোজী বন্ধন অত্যন্ত আয়নিক, এবং সিলিকন-কার্বন বন্ড শক্তি খুব বেশি, প্রায় 4.47eV। কম স্ট্যাকিং ফল্ট শক্তির কারণে, সিলিকন কার্বাইড স্ফটিক সহজেই বৃদ্ধি প্রক্রিয়ার সময় বিভিন্ন পলিটাইপ গঠন করে। 200 টিরও বেশি পরিচিত পলিটাইপ রয়েছে, যেগুলিকে তিনটি প্রধান বিভাগে বিভক্ত করা যেতে পারে: ঘন, ষড়ভুজ এবং ত্রিকোণ।

বর্তমানে, SiC স্ফটিকগুলির প্রধান বৃদ্ধির পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে শারীরিক বাষ্প পরিবহন পদ্ধতি (PVT পদ্ধতি), উচ্চ তাপমাত্রার রাসায়নিক বাষ্প জমা (HTCVD পদ্ধতি), তরল পর্যায় পদ্ধতি, ইত্যাদি। এর মধ্যে, PVT পদ্ধতিটি আরও পরিপক্ক এবং শিল্পের জন্য আরও উপযুক্ত। ব্যাপক উৎপাদন। আমি

তথাকথিত PVT পদ্ধতিটি ক্রুসিবলের শীর্ষে SiC বীজ স্ফটিক স্থাপন এবং ক্রুসিবলের নীচে কাঁচামাল হিসাবে SiC পাউডার স্থাপনকে বোঝায়। উচ্চ তাপমাত্রা এবং নিম্ন চাপের একটি বদ্ধ পরিবেশে, SiC পাউডার উর্ধ্বমুখী হয় এবং তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট এবং ঘনত্বের পার্থক্যের ক্রিয়ায় উপরের দিকে চলে যায়। এটিকে বীজ স্ফটিকের আশেপাশে পরিবহন করার একটি পদ্ধতি এবং তারপর একটি সুপারস্যাচুরেটেড অবস্থায় পৌঁছানোর পরে এটিকে পুনরায় ক্রিস্টাল করা। এই পদ্ধতিটি SiC স্ফটিক আকার এবং নির্দিষ্ট স্ফটিক ফর্মগুলির নিয়ন্ত্রণযোগ্য বৃদ্ধি অর্জন করতে পারে। আমি
যাইহোক, SiC স্ফটিক বৃদ্ধির জন্য PVT পদ্ধতি ব্যবহার করার জন্য দীর্ঘমেয়াদী বৃদ্ধি প্রক্রিয়া চলাকালীন সর্বদা উপযুক্ত বৃদ্ধির অবস্থা বজায় রাখা প্রয়োজন, অন্যথায় এটি জালির ব্যাধির দিকে পরিচালিত করবে, এইভাবে স্ফটিকের গুণমানকে প্রভাবিত করবে। যাইহোক, SiC স্ফটিকের বৃদ্ধি একটি বদ্ধ স্থানে সম্পন্ন হয়। কিছু কার্যকর পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি এবং অনেক ভেরিয়েবল আছে, তাই প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ কঠিন।

PVT পদ্ধতিতে SiC স্ফটিক বৃদ্ধির প্রক্রিয়ায়, স্টেপ ফ্লো গ্রোথ মোড (স্টেপ ফ্লো গ্রোথ) একটি একক স্ফটিক ফর্মের স্থিতিশীল বৃদ্ধির জন্য প্রধান প্রক্রিয়া হিসাবে বিবেচিত হয়।
বাষ্পযুক্ত Si পরমাণু এবং C পরমাণুগুলি অগ্রাধিকারমূলকভাবে স্ফটিক পৃষ্ঠের পরমাণুর সাথে কিঙ্ক পয়েন্টে বন্ধন করবে, যেখানে তারা নিউক্লিয়েট হবে এবং বৃদ্ধি পাবে, যার ফলে প্রতিটি ধাপ সমান্তরালভাবে এগিয়ে যাবে। যখন স্ফটিক পৃষ্ঠের ধাপের প্রস্থ অ্যাডাটমগুলির প্রসারণ মুক্ত পথকে ছাড়িয়ে যায়, তখন প্রচুর পরিমাণে অ্যাডাটম একত্রিত হতে পারে এবং দ্বি-মাত্রিক দ্বীপ-সদৃশ গ্রোথ মোডটি স্টেপ প্রবাহ বৃদ্ধির মোডকে ধ্বংস করবে, যার ফলে 4H এর ক্ষতি হবে। স্ফটিক গঠন তথ্য, একাধিক ত্রুটির ফলে. অতএব, প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির সামঞ্জস্য অবশ্যই পৃষ্ঠের ধাপের কাঠামোর নিয়ন্ত্রণ অর্জন করতে হবে, যার ফলে বহুরূপী ত্রুটির প্রজন্মকে দমন করতে হবে, একটি একক ক্রিস্টাল ফর্ম পাওয়ার উদ্দেশ্য অর্জন করতে হবে এবং শেষ পর্যন্ত উচ্চ-মানের স্ফটিক প্রস্তুত করতে হবে।

প্রাচীনতম বিকশিত SiC স্ফটিক বৃদ্ধি পদ্ধতি হিসাবে, শারীরিক বাষ্প পরিবহন পদ্ধতি বর্তমানে SiC স্ফটিক বৃদ্ধির জন্য সবচেয়ে মূলধারার বৃদ্ধির পদ্ধতি। অন্যান্য পদ্ধতির সাথে তুলনা করে, এই পদ্ধতিতে বৃদ্ধির সরঞ্জাম, একটি সাধারণ বৃদ্ধি প্রক্রিয়া, শক্তিশালী নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা, তুলনামূলকভাবে পুঙ্খানুপুঙ্খ উন্নয়ন গবেষণার জন্য কম প্রয়োজনীয়তা রয়েছে এবং ইতিমধ্যে শিল্প প্রয়োগ অর্জন করেছে। HTCVD পদ্ধতির সুবিধা হল এটি পরিবাহী (n, p) এবং উচ্চ-বিশুদ্ধ আধা-অন্তরক ওয়েফার বৃদ্ধি করতে পারে এবং ডোপিং ঘনত্ব নিয়ন্ত্রণ করতে পারে যাতে ওয়েফারে ক্যারিয়ারের ঘনত্ব 3×1013~5×1019 এর মধ্যে সামঞ্জস্যযোগ্য হয়। /cm3। অসুবিধাগুলি হল উচ্চ প্রযুক্তিগত থ্রেশহোল্ড এবং কম মার্কেট শেয়ার। যেহেতু তরল-ফেজ SiC স্ফটিক বৃদ্ধি প্রযুক্তি পরিপক্ক হতে থাকে, এটি ভবিষ্যতে সমগ্র SiC শিল্পকে অগ্রসর করার জন্য দুর্দান্ত সম্ভাবনা দেখাবে এবং SiC ক্রিস্টাল বৃদ্ধিতে একটি নতুন যুগান্তকারী পয়েন্ট হতে পারে।