ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបទី 3 មានបច្ចេកទេសលេចធ្លោចំនួនបីដែលមានបំណងផ្តល់នូវគ្រីស្តាល់ SiC តែមួយប្រកបដោយគុណភាពខ្ពស់ និងប្រសិទ្ធភាព៖ ដំណាក់កាលរាវអេពីតាស៊ី (LPE) ការដឹកជញ្ជូនចំហាយរាងកាយ (PVT) និងការបញ្ចេញចំហាយគីមីដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (HTCVD) ។ PVT គឺជាដំណើរការដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងល្អសម្រាប់ផលិតគ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ដែលត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងក្រុមហ៊ុនផលិត wafer ធំៗ។
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ដំណើរការទាំងបីគឺមានការវិវឌ្ឍ និងច្នៃប្រឌិតយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ វាមិនទាន់អាចដឹងថាដំណើរការមួយណានឹងត្រូវបានអនុម័តយ៉ាងទូលំទូលាយនៅពេលអនាគត។ ជាពិសេស គ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ដែលមានគុណភាពខ្ពស់ដែលផលិតដោយការលូតលាស់នៃដំណោះស្រាយក្នុងអត្រាដ៏សន្ធឹកសន្ធាប់ត្រូវបានរាយការណ៍នៅក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ កំណើន SiC នៅក្នុងដំណាក់កាលរាវទាមទារឱ្យមានសីតុណ្ហភាពទាបជាងដំណើរការ sublimation ឬ depositation ហើយវាបង្ហាញពីភាពល្អឥតខ្ចោះក្នុងការផលិត P -type ស្រទាប់ខាងក្រោម SiC (តារាងទី 3) [33, 34] ។
រូបភាពទី 3៖ គ្រោងការណ៍នៃបច្ចេកទេសការលូតលាស់គ្រីស្តាល់តែមួយ SiC លេចធ្លោចំនួនបី៖ (ក) ដំណាក់កាលរាវ epitaxy; ខ) ការដឹកជញ្ជូនចំហាយទឹក; (គ) ការបញ្ចេញចំហាយគីមីដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។
តារាងទី 3៖ ការប្រៀបធៀប LPE, PVT និង HTCVD សម្រាប់ការរីកលូតលាស់គ្រីស្តាល់ SiC តែមួយ [33, 34]
ការរីកលូតលាស់នៃដំណោះស្រាយគឺជាបច្ចេកវិទ្យាស្តង់ដារសម្រាប់ការរៀបចំសមាសធាតុ semiconductors [36] ។ ចាប់តាំងពីទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 អ្នកស្រាវជ្រាវបានព្យាយាមបង្កើតគ្រីស្តាល់នៅក្នុងដំណោះស្រាយ [37] ។ នៅពេលដែលបច្ចេកវិទ្យាត្រូវបានបង្កើតឡើង ភាពតិត្ថិភាពនៃផ្ទៃលូតលាស់អាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងបានយ៉ាងល្អ ដែលធ្វើឱ្យវិធីសាស្រ្តនៃដំណោះស្រាយក្លាយជាបច្ចេកវិទ្យាដ៏ជោគជ័យមួយសម្រាប់ការទទួលបានគ្រីស្តាល់តែមួយដែលមានគុណភាពខ្ពស់។
សម្រាប់ការលូតលាស់នៃសូលុយស្យុងរបស់ SiC គ្រីស្តាល់តែមួយ ប្រភព Si កើតចេញពី Si រលាយដ៏បរិសុទ្ធ ខណៈពេលដែល graphite crucible បម្រើគោលបំណងពីរ៖ កំដៅ និងប្រភព C solute ។ គ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ទំនងជាកើនឡើងនៅក្រោមសមាមាត្រ stoichiometric ដ៏ល្អនៅពេលដែលសមាមាត្រ C និង Si គឺនៅជិត 1 ដែលបង្ហាញពីដង់ស៊ីតេនៃពិការភាពទាបជាង [28] ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយនៅសម្ពាធបរិយាកាស SiC បង្ហាញមិនឃើញចំណុចរលាយ និងរលាយដោយផ្ទាល់តាមរយៈសីតុណ្ហភាពចំហាយលើសពី 2,000 °C។ SiC រលាយ នេះបើយោងតាមការរំពឹងទុកតាមទ្រឹស្ដីអាចត្រូវបានបង្កើតឡើងតែនៅក្រោមធ្ងន់ធ្ងរត្រូវបានគេមើលឃើញពីដ្យាក្រាមដំណាក់កាលប្រព័ន្ធគោលពីរ Si-C (Fig ។ 4) ដែលនៅតាមជម្រាលសីតុណ្ហភាពនិងប្រព័ន្ធដំណោះស្រាយ។ C ខ្ពស់នៅក្នុង Si រលាយប្រែប្រួលពី 1at.% ទៅ 13at.%. ការជំរុញ C supersaturation អត្រាកំណើនកាន់តែលឿន ខណៈពេលដែលកម្លាំង C ទាបនៃការលូតលាស់គឺ supersaturation C ដែលត្រូវបានគ្របដណ្ដប់ដោយសម្ពាធ 109 Pa និងសីតុណ្ហភាពលើសពី 3,200 °C។ វាអាច supersaturation បង្កើតផ្ទៃរលោង [22, 36-38]។ សីតុណ្ហភាពចន្លោះពី 1,400 ទៅ 2,800 °C ភាពរលាយនៃ C នៅក្នុង Si រលាយប្រែប្រួលពី 1at.% ទៅ 13at.%. កម្លាំងជំរុញនៃការលូតលាស់គឺ C supersaturation ដែលត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយជម្រាលសីតុណ្ហភាព និងប្រព័ន្ធដំណោះស្រាយ។ កម្រិត supersaturation C កាន់តែខ្ពស់ អត្រាកំណើនកាន់តែលឿន ខណៈពេលដែល supersaturation C ទាបបង្កើតផ្ទៃរលោង [22, 36-38] ។
រូបភាពទី 4៖ ដ្យាក្រាមដំណាក់កាលប្រព័ន្ធគោលពីរ Si-C [40]
សារធាតុ Doping Transition Metal ឬធាតុកម្រនៃភពផែនដី មិនត្រឹមតែអាចបន្ថយសីតុណ្ហភាពលូតលាស់បានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវាហាក់ដូចជាវិធីតែមួយគត់ដើម្បីធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពរលាយកាបូននៅក្នុង Si រលាយ។ ការបន្ថែមនៃលោហៈក្រុមអន្តរកាលដូចជា Ti [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77- 80] ជាដើម ឬលោហៈធាតុកម្រ ដូចជា Ce [81], Y [82], Sc ជាដើម ដើម្បីរលាយ Si អនុញ្ញាតឱ្យកាបូន ភាពរលាយលើសពី 50at.% នៅក្នុងស្ថានភាពជិតនឹងលំនឹងទែរម៉ូឌីណាមិក។ ជាងនេះទៅទៀត បច្ចេកទេស LPE គឺអំណោយផលសម្រាប់ថ្នាំ P-type នៃ SiC ដែលអាចសម្រេចបានដោយការលាយ Al ចូលទៅក្នុង
សារធាតុរំលាយ [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83] ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការបញ្ចូលអាល់បាននាំទៅរកការកើនឡើងនៃភាពធន់នៃគ្រីស្តាល់ P-type SiC តែមួយ [49, 56]។ ក្រៅពីការលូតលាស់ប្រភេទ N ក្រោមសារធាតុអាសូត។
ដំណោះស្រាយជាទូទៅកើតឡើងក្នុងបរិយាកាសឧស្ម័នអសកម្ម។ ទោះបីជា helium (He) មានតម្លៃថ្លៃជាង argon ក៏ដោយ វាត្រូវបានពេញចិត្តដោយអ្នកប្រាជ្ញជាច្រើន ដោយសារតែវាមាន viscosity ទាប និងចរន្តកំដៅខ្ពស់ (8 ដងនៃ argon) [85] ។ អត្រានៃការធ្វើចំណាកស្រុក និងមាតិកា Cr នៅក្នុង 4H-SiC គឺស្រដៀងគ្នានៅក្រោមបរិយាកាស He និង Ar វាត្រូវបានបង្ហាញថាការលូតលាស់នៅក្រោម Heresults ក្នុងអត្រាកំណើនខ្ពស់ជាងកំណើននៅក្រោមAr ដោយសារការសាយភាយកំដៅធំជាងនៃអ្នកកាន់គ្រាប់ពូជ [68] ។ គាត់រារាំងការបង្កើតប្រហោងនៅខាងក្នុងគ្រីស្តាល់ដែលលូតលាស់ និងស្នូលដោយឯកឯងនៅក្នុងដំណោះស្រាយ បន្ទាប់មក morphology ផ្ទៃរលោងអាចទទួលបាន [86] ។
ក្រដាសនេះបានណែនាំអំពីការអភិវឌ្ឍន៍ កម្មវិធី និងលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ឧបករណ៍ SiC និងវិធីសាស្រ្តសំខាន់ៗចំនួនបីសម្រាប់ការរីកលូតលាស់គ្រីស្តាល់ SiC តែមួយ។ នៅក្នុងផ្នែកខាងក្រោម បច្ចេកទេសកំណើនដំណោះស្រាយបច្ចុប្បន្ន និងប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់ៗដែលត្រូវគ្នាត្រូវបានពិនិត្យ។ ជាចុងក្រោយ ទស្សនវិស័យមួយត្រូវបានស្នើឡើងដែលពិភាក្សាអំពីបញ្ហាប្រឈម និងការងារនាពេលអនាគតទាក់ទងនឹងការរីកលូតលាស់ភាគច្រើននៃគ្រីស្តាល់ SiC តាមរយៈវិធីសាស្ត្រដំណោះស្រាយ។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ កក្កដា-០១-២០២៤