ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಪುಡಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಭೌತಿಕ ಆವಿ ಸಾಗಣೆಯು ಪ್ರಸ್ತುತ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯ ಕೈಗಾರಿಕೀಕರಣ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. PVT ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವಿಧಾನಕ್ಕಾಗಿ,ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಎಲ್ಲಾ ನಿಯತಾಂಕಗಳುಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸ್ವಯಂ-ಪ್ರಸರಣ ಉನ್ನತ-ತಾಪಮಾನದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ.
ಸ್ವಯಂ-ಪ್ರಸರಣ ಉನ್ನತ-ತಾಪಮಾನದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ವಿಧಾನವು ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲು ರಿಯಾಕ್ಟಂಟ್‌ಗಳಿಗೆ ಆರಂಭಿಕ ಶಾಖವನ್ನು ನೀಡಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸಲು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸದ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಅನುಮತಿಸಲು ತನ್ನದೇ ಆದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯ ಶಾಖವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, Si ಮತ್ತು C ಯ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯು ಕಡಿಮೆ ಶಾಖವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಇತರ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಕಾರಿಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಬೇಕು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅನೇಕ ವಿದ್ವಾಂಸರು ಈ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸುಧಾರಿತ ಸ್ವಯಂ-ಪ್ರಸರಣ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಆಕ್ಟಿವೇಟರ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಸ್ವಯಂ-ಪ್ರಸರಣ ವಿಧಾನವು ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸಲು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸುಲಭವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗಿದೆ. ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಕೈಗಾರಿಕೀಕರಣದ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ.

1999 ರಲ್ಲಿಯೇ, ಬ್ರಿಡ್ಜ್‌ಪೋರ್ಟ್ ಸ್ವಯಂ-ಪ್ರಸರಣ ಉನ್ನತ-ತಾಪಮಾನ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ವಿಧಾನವನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಬಳಸಿತು.SiC ಪುಡಿ, ಆದರೆ ಇದು ಎಥಾಕ್ಸಿಸಿಲೇನ್ ಮತ್ತು ಫೀನಾಲ್ ರಾಳವನ್ನು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿ ಬಳಸಿತು, ಅದು ದುಬಾರಿಯಾಗಿತ್ತು. ಗಾವೊ ಪ್ಯಾನ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ Si ಪುಡಿ ಮತ್ತು C ಪುಡಿಯನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿ ಬಳಸಿದರುSiC ಪುಡಿಆರ್ಗಾನ್ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ. ನಿಂಗ್ ಲಿನಾ ದೊಡ್ಡ ಕಣವನ್ನು ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದರುSiC ಪುಡಿದ್ವಿತೀಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಮೂಲಕ.

ಎರಡನೇ ರಿಸರ್ಚ್ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಚೈನಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ ಗ್ರೂಪ್ ಕಾರ್ಪೊರೇಷನ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಮಧ್ಯಮ-ಆವರ್ತನ ಇಂಡಕ್ಷನ್ ತಾಪನ ಕುಲುಮೆಯು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪೌಡರ್ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ಪೌಡರ್ ಅನ್ನು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸ್ಟೊಚಿಯೊಮೆಟ್ರಿಕ್ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿ ಸಮವಾಗಿ ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಇರಿಸುತ್ತದೆ. ದಿಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್ಬಿಸಿಮಾಡಲು ಮಧ್ಯಮ-ಆವರ್ತನದ ಇಂಡಕ್ಷನ್ ತಾಪನ ಕುಲುಮೆಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಹಂತ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಹಂತದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಮತ್ತು ಪರಿವರ್ತಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಹಂತದಲ್ಲಿ β-SiC ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಕ್ರಿಯೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯು Si ಯ ಬಾಷ್ಪೀಕರಣ ತಾಪಮಾನಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುವುದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ವಾತದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ β-SiC ಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯು ಸ್ವಯಂ-ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ. α-SiC ಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಆರ್ಗಾನ್, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು HCl ಅನಿಲವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ವಿಧಾನವು ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆSiC ಪುಡಿಅಧಿಕ-ತಾಪಮಾನದ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಮತ್ತು α-SiC ಪುಡಿಯಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕ ಅಂಶವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು.

ಶಾಂಡೊಂಗ್ ಟಿಯಾನ್ಯು ಸಿಲೆನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಪುಡಿಯನ್ನು ಇಂಗಾಲದ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಕುಲುಮೆಯನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದರು. ಪರಿಚಯಿಸಲಾದ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಅನಿಲದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಎರಡು-ಹಂತದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ವಿಧಾನದಿಂದ ಸರಿಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು 50 ಮತ್ತು 5 000 um ನಡುವೆ ಇತ್ತು.

 

1 ಪುಡಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ನಿಯಂತ್ರಣ ಅಂಶಗಳು

 

1.1 ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ಪುಡಿ ಕಣದ ಗಾತ್ರದ ಪರಿಣಾಮ

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ನಂತರದ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾದ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. PVT ವಿಧಾನದಿಂದ SiC ಸಿಂಗಲ್ ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅನಿಲ ಹಂತದ ಘಟಕದಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅನಿಲ ಹಂತದ ಘಟಕದಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತವು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯ ಕಣದ ಗಾತ್ರಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. . ಕಣದ ಗಾತ್ರದ ಇಳಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒಟ್ಟು ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಕಣದ ಗಾತ್ರವು 2-3 mm ನಿಂದ 0.06 mm ಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ, ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತವು 1.3 ರಿಂದ 4.0 ಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಕಣಗಳು ಸ್ವಲ್ಪ ಮಟ್ಟಿಗೆ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೆ, Si ಭಾಗಶಃ ಒತ್ತಡವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ ಸ್ಫಟಿಕದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ Si ಫಿಲ್ಮ್ನ ಪದರವು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು ಅನಿಲ-ದ್ರವ-ಘನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಪ್ರೇರೇಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಬಹುರೂಪತೆ, ಪಾಯಿಂಟ್ ದೋಷಗಳು ಮತ್ತು ರೇಖೆಯ ದೋಷಗಳ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯ ಕಣದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬೇಕು.

ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, SiC ಪುಡಿ ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೆ, ಪುಡಿ ವೇಗವಾಗಿ ಕೊಳೆಯುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ SiC ಏಕ ಹರಳುಗಳ ಅತಿಯಾದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಒಂದೆಡೆ, SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ, ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ವಿಭಜನೆಯ ಎರಡು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯು ಅನಿಲ ಹಂತ ಮತ್ತು Si, Si2C, SiC2 ನಂತಹ ಘನ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲವನ್ನು ಕೊಳೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ಪುಡಿಯ ಗಂಭೀರ ಕಾರ್ಬೊನೈಸೇಶನ್ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲದ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ; ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಪುಡಿಯ ವಿಭಜನೆಯ ಪ್ರಮಾಣವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ವೇಗವಾಗಿದ್ದಾಗ, ಬೆಳೆದ SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕದ ಸ್ಫಟಿಕದ ರಚನೆಯು ಬದಲಾಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ, ಬೆಳೆದ SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕದ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ.

 

1.2 ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ಪುಡಿ ಸ್ಫಟಿಕ ರೂಪದ ಪರಿಣಾಮ

PVT ವಿಧಾನದಿಂದ SiC ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತನ-ಮರುಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. SiC ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಸ್ಫಟಿಕ ರೂಪವು ಸ್ಫಟಿಕದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಪುಡಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಯುನಿಟ್ ಕೋಶದ ಘನ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಹಂತ (β-SiC) ಮತ್ತು ಯುನಿಟ್ ಕೋಶದ ಷಡ್ಭುಜೀಯ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಹಂತ (α-SiC) ಅನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. . ಅನೇಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಸ್ಫಟಿಕ ರೂಪಗಳು ಮತ್ತು ಕಿರಿದಾದ ತಾಪಮಾನ ನಿಯಂತ್ರಣ ಶ್ರೇಣಿಗಳಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 3C-SiC ಷಡ್ಭುಜೀಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪಾಲಿಮಾರ್ಫ್ ಆಗಿ ರೂಪಾಂತರಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ 4H/6H-SiC, 1900 ° C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ.

ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಹರಳುಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು β-SiC ಪುಡಿಯನ್ನು ಬಳಸಿದಾಗ, ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತವು 5.5 ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ α-SiC ಪುಡಿಯನ್ನು ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು ಬಳಸಿದಾಗ, ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತವು 1.2 ಆಗಿದೆ. ತಾಪಮಾನವು ಏರಿದಾಗ, ಕ್ರೂಸಿಬಲ್ನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಹಂತದ ಪರಿವರ್ತನೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಅನಿಲ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತವು ದೊಡ್ಡದಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿಲ್ಲ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಕಾರ್ಬನ್, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಸೇರಿದಂತೆ ಇತರ ಅನಿಲ ಹಂತದ ಕಲ್ಮಶಗಳು ಹಂತ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ. ಈ ಕಲ್ಮಶಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯು ಸ್ಫಟಿಕವು ಮೈಕ್ರೊಟ್ಯೂಬ್ಗಳು ಮತ್ತು ಖಾಲಿಜಾಗಗಳನ್ನು ಸಂತಾನೋತ್ಪತ್ತಿ ಮಾಡಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಪುಡಿ ಸ್ಫಟಿಕ ರೂಪವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬೇಕು.

 

1.3 ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ಪುಡಿ ಕಲ್ಮಶಗಳ ಪರಿಣಾಮ

SiC ಪುಡಿಯಲ್ಲಿನ ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಅಂಶವು ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸ್ವಾಭಾವಿಕ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಶನ್ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಅಂಶವು, ಸ್ಫಟಿಕವು ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತವಾಗಿ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಟ್ ಆಗುವ ಸಾಧ್ಯತೆ ಕಡಿಮೆ. SiC ಗಾಗಿ, ಮುಖ್ಯ ಲೋಹದ ಕಲ್ಮಶಗಳು B, Al, V, ಮತ್ತು Ni ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪೌಡರ್ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ಪೌಡರ್ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪರಿಕರಗಳನ್ನು ಸಂಸ್ಕರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪರಿಚಯಿಸಬಹುದು. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, B ಮತ್ತು Al SiC ಯಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯ ಆಳವಿಲ್ಲದ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟದ ಸ್ವೀಕಾರಕ ಕಲ್ಮಶಗಳಾಗಿವೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ SiC ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇತರ ಲೋಹದ ಕಲ್ಮಶಗಳು ಅನೇಕ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತವೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ SiC ಏಕ ಹರಳುಗಳ ಅಸ್ಥಿರ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಅರೆ-ನಿರೋಧಕ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಪ್ರತಿರೋಧಕತೆಯ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ಸಾಧ್ಯವಾದಷ್ಟು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಬೇಕು.

 

1.4 ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಮೇಲೆ ಪುಡಿಯಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕದ ಅಂಶದ ಪರಿಣಾಮ

ಸಾರಜನಕ ಅಂಶದ ಮಟ್ಟವು ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರದ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಪುಡಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರಬುದ್ಧ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕ ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಪ್ರಮುಖ ತಯಾರಕರು ಸರಿಹೊಂದಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಉನ್ನತ-ಶುದ್ಧತೆಯ ಅರೆ-ನಿರೋಧಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಸಿಂಗಲ್ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರಗಳು ಮಿಲಿಟರಿ ಕೋರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಘಟಕಗಳಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಭರವಸೆಯ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರೋಧಕತೆ ಮತ್ತು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಅರೆ-ನಿರೋಧಕ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು, ತಲಾಧಾರದಲ್ಲಿನ ಮುಖ್ಯ ಅಶುದ್ಧ ಸಾರಜನಕದ ವಿಷಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬೇಕು. ವಾಹಕ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ ಸಾರಜನಕ ಅಂಶವನ್ನು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.

 

2 ಪುಡಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗಾಗಿ ಪ್ರಮುಖ ನಿಯಂತ್ರಣ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ತಲಾಧಾರಗಳ ವಿಭಿನ್ನ ಬಳಕೆಯ ಪರಿಸರದಿಂದಾಗಿ, ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪುಡಿಗಳಿಗೆ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. N- ಮಾದರಿಯ ವಾಹಕ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪುಡಿಗಳಿಗೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಶುದ್ಧತೆ ಮತ್ತು ಏಕ ಹಂತದ ಅಗತ್ಯವಿದೆ; ಅರೆ-ನಿರೋಧಕ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪುಡಿಗಳಿಗೆ, ಸಾರಜನಕದ ಅಂಶದ ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾದ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಅಗತ್ಯವಿದೆ.

 

2.1 ಪುಡಿ ಕಣದ ಗಾತ್ರ ನಿಯಂತ್ರಣ

2.1.1 ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ತಾಪಮಾನ

ಇತರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಬದಲಾಗದೆ ಇರಿಸಿಕೊಂಡು, 1900 ℃, 2000 ℃, 2100 ℃ ಮತ್ತು 2200 ℃ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ SiC ಪುಡಿಗಳನ್ನು ಮಾದರಿ ಮತ್ತು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಕಣದ ಗಾತ್ರವು 1900 ℃ ನಲ್ಲಿ 250 ~ 600 μm ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಣದ ಗಾತ್ರವು 2000 ℃ ನಲ್ಲಿ 600 ~ 850 μm ಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನವು 2100 ℃ ಗೆ ಏರುವುದನ್ನು ಮುಂದುವರೆಸಿದಾಗ, SiC ಪುಡಿಯ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು 850 ~ 2360 μm ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಳವು ಸೌಮ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. 2200 ℃ ನಲ್ಲಿ SiC ಯ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಸುಮಾರು 2360 μm ನಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. 1900 ℃ ನಿಂದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯ ಹೆಚ್ಚಳವು SiC ಕಣದ ಗಾತ್ರದ ಮೇಲೆ ಧನಾತ್ಮಕ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯು 2100 ℃ ನಿಂದ ಹೆಚ್ಚಾಗುವುದನ್ನು ಮುಂದುವರೆಸಿದಾಗ, ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 2100 ℃ ಗೆ ಹೊಂದಿಸಿದಾಗ, ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಕಣದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಬಹುದು.

 

2.1.2 ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯ

ಇತರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಬದಲಾಗದೆ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯವನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ 4 ಗಂ, 8 ಗಂ, ಮತ್ತು 12 ಗಂಗಳಿಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ. ರಚಿಸಲಾದ SiC ಪುಡಿ ಮಾದರಿ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಿಂಥೆಸಿಸ್ ಸಮಯವು SiC ಯ ಕಣದ ಗಾತ್ರದ ಮೇಲೆ ಗಮನಾರ್ಹ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯವು 4 ಗಂ ಆಗಿರುವಾಗ, ಕಣದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ 200 μm ನಲ್ಲಿ ವಿತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯವು 8 ಗಂ ಆಗಿರುವಾಗ, ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸುಮಾರು 1 000 μm ನಲ್ಲಿ ವಿತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತಾ ಹೋದಂತೆ, ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಸುಮಾರು 2 000 μm ನಲ್ಲಿ ವಿತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

 

2.1.3 ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಕಣದ ಗಾತ್ರದ ಪ್ರಭಾವ

ದೇಶೀಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವಸ್ತುಗಳ ಉತ್ಪಾದನಾ ಸರಪಳಿಯು ಕ್ರಮೇಣ ಸುಧಾರಿಸಿದಂತೆ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ವಸ್ತುಗಳ ಪರಿಶುದ್ಧತೆಯು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಗ್ರ್ಯಾನ್ಯುಲರ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಪುಡಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಎಂದು ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ, ಚಿತ್ರ 3 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ.

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲು ವಿವಿಧ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಹೋಲಿಕೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರ 4 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಬ್ಲಾಕ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸುವಾಗ, ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ Si ಅಂಶಗಳು ಇರುತ್ತವೆ ಎಂದು ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಬ್ಲಾಕ್ ಅನ್ನು ಎರಡನೇ ಬಾರಿಗೆ ಪುಡಿಮಾಡಿದ ನಂತರ, ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿನ Si ಅಂಶವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅದು ಇನ್ನೂ ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿದೆ. ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪೌಡರ್ ಅನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿ ಕೇವಲ SiC ಮಾತ್ರ ಇರುತ್ತದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರದ ಗ್ರ್ಯಾನ್ಯುಲರ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೊದಲು ಮೇಲ್ಮೈ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಗಾಗಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅನ್ನು ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಂತರಿಕ Si ಪುಡಿಯನ್ನು ಸಿ ಪುಡಿಯೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತಷ್ಟು ಸಂಯೋಜಿಸುವುದನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಬ್ಲಾಕ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಬಳಸಿದರೆ, ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಅದನ್ನು ಪುಡಿಮಾಡಿ ಮತ್ತು ದ್ವಿತೀಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಪಡಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

 

2.2 ಪೌಡರ್ ಸ್ಫಟಿಕ ರೂಪ ನಿಯಂತ್ರಣ

 

2.2.1 ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ತಾಪಮಾನದ ಪ್ರಭಾವ

ಇತರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಬದಲಾಗದೆ ನಿರ್ವಹಿಸುವುದು, ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯು 1500℃, 1700℃, 1900℃ ಮತ್ತು 2100℃, ಮತ್ತು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ SiC ಪುಡಿಯನ್ನು ಮಾದರಿ ಮತ್ತು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 5 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, β-SiC ಮಣ್ಣಿನ ಹಳದಿ ಮತ್ತು α-SiC ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ಹಗುರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಪುಡಿಯ ಬಣ್ಣ ಮತ್ತು ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದರ ಮೂಲಕ, ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಉತ್ಪನ್ನವು 1500℃ ಮತ್ತು 1700℃ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ β-SiC ಎಂದು ನಿರ್ಧರಿಸಬಹುದು. 1900℃ ನಲ್ಲಿ, ಬಣ್ಣವು ಹಗುರವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಷಡ್ಭುಜೀಯ ಕಣಗಳು ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ತಾಪಮಾನವು 1900℃ ಗೆ ಏರಿದ ನಂತರ, ಒಂದು ಹಂತದ ಪರಿವರ್ತನೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು β-SiC ಯ ಭಾಗವನ್ನು α-SiC ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ತಾಪಮಾನವು 2100℃ ಕ್ಕೆ ಏರುವುದನ್ನು ಮುಂದುವರೆಸಿದಾಗ, ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಕಣಗಳು ಪಾರದರ್ಶಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು α-SiC ಅನ್ನು ಮೂಲತಃ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗಿದೆ.

 

2.2.2 ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಸಮಯದ ಪರಿಣಾಮ

ಇತರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಬದಲಾಗದೆ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯವನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ 4h, 8h ಮತ್ತು 12h ಗೆ ಹೊಂದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಉತ್ಪಾದಿಸಿದ SiC ಪುಡಿಯನ್ನು ಡಿಫ್ರಾಕ್ಟೋಮೀಟರ್ (XRD) ಮೂಲಕ ಸ್ಯಾಂಪಲ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 6 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. SiC ಪುಡಿಯಿಂದ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಉತ್ಪನ್ನದ ಮೇಲೆ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯವು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯವು 4 ಗಂ ಮತ್ತು 8 ಗಂ ಆಗಿದ್ದರೆ, ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಉತ್ಪನ್ನವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ 6H-SiC ಆಗಿರುತ್ತದೆ; ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯವು 12 ಗಂ ಆಗಿರುವಾಗ, ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿ 15R-SiC ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

 

2.2.3 ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಅನುಪಾತದ ಪ್ರಭಾವ

ಇತರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಬದಲಾಗದೆ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ, ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಪದಾರ್ಥಗಳ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ ಅನುಪಾತಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 1.00, 1.05, 1.10 ಮತ್ತು 1.15 ಆಗಿರುತ್ತವೆ. ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಚಿತ್ರ 7 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

XRD ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್‌ನಿಂದ, ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತವು 1.05 ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ, ಹೆಚ್ಚುವರಿ Si ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತವು 1.05 ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ, ಹೆಚ್ಚುವರಿ C ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತವು 1.05 ಆಗಿದ್ದರೆ, ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿನ ಉಚಿತ ಇಂಗಾಲವನ್ನು ಮೂಲತಃ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಯಾವುದೇ ಉಚಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ SiC ಅನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತದ ಪ್ರಮಾಣ ಅನುಪಾತವು 1.05 ಆಗಿರಬೇಕು.

 

2.3 ಪುಡಿಯಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಸಾರಜನಕ ಅಂಶದ ನಿಯಂತ್ರಣ

2.3.1 ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳು

ಈ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳೆಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಇಂಗಾಲದ ಪುಡಿ ಮತ್ತು 20 μm ನ ಸರಾಸರಿ ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪುಡಿ. ಅವುಗಳ ಸಣ್ಣ ಕಣದ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣದಿಂದಾಗಿ, ಅವು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ N2 ಅನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲು ಸುಲಭವಾಗಿದೆ. ಪುಡಿಯನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸುವಾಗ, ಅದನ್ನು ಪುಡಿಯ ಸ್ಫಟಿಕ ರೂಪಕ್ಕೆ ತರಲಾಗುತ್ತದೆ. N- ಮಾದರಿಯ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ, ಪುಡಿಯಲ್ಲಿ N2 ನ ಅಸಮ ಡೋಪಿಂಗ್ ಸ್ಫಟಿಕದ ಅಸಮ ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಹ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿದ ನಂತರ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಪುಡಿಯ ಸಾರಜನಕ ಅಂಶವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಏಕೆಂದರೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಣುಗಳ ಪರಿಮಾಣವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ಕಾರ್ಬನ್ ಪೌಡರ್ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪೌಡರ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ N2 ಅನ್ನು ಬಿಸಿಮಾಡಿದಾಗ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ಕೊಳೆತಗೊಳಿಸಿದಾಗ, H2 ಅದರ ಸಣ್ಣ ಪರಿಮಾಣದೊಂದಿಗೆ ಪುಡಿಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರಕ್ಕೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹರಡುತ್ತದೆ, N2 ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ವಾತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ N2 ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ನಿಂದ ಹೊರಬರುತ್ತದೆ, ಸಾರಜನಕ ಅಂಶವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಉದ್ದೇಶವನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು.

 

2.3.2 ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕ ಪರಮಾಣುಗಳ ತ್ರಿಜ್ಯವು ಒಂದೇ ಆಗಿರುವುದರಿಂದ, ಸಾರಜನಕವು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲದ ಖಾಲಿ ಸ್ಥಾನಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸಾರಜನಕದ ಅಂಶವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು H2 ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಂಡಿದೆ ಮತ್ತು C2H2, C2H, ಮತ್ತು SiH ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಇಂಗಾಲ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ H2 ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತದೆ. ಕಾರ್ಬನ್ ಅಂಶವು ಅನಿಲ ಹಂತದ ಪ್ರಸರಣದ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಇಂಗಾಲದ ಖಾಲಿ ಜಾಗವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸಾರಜನಕವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಉದ್ದೇಶವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

 

2.3.3 ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಹಿನ್ನೆಲೆ ಸಾರಜನಕ ವಿಷಯ ನಿಯಂತ್ರಣ

ದೊಡ್ಡ ಸರಂಧ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಸಿ ಮೂಲಗಳಾಗಿ ಗ್ಯಾಸ್ ಹಂತದ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ Si ಆವಿಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲು, ಅನಿಲ ಹಂತದ ಘಟಕಗಳಲ್ಲಿ Si ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು C/Si ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, Si2C, SiC2 ಮತ್ತು SiC ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ಗಳು Si ವಾತಾವರಣದೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಬಹುದು, ಇದು Si ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ನಿಂದ C ಮೂಲವನ್ನು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ತರುತ್ತದೆ, C ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲ-ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. . ಆದ್ದರಿಂದ, ಕಾರ್ಬನ್-ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ದೊಡ್ಡ ಸರಂಧ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ, ಇಂಗಾಲದ ಖಾಲಿ ಜಾಗವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಉದ್ದೇಶವನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು.

 

3 ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಪುಡಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸ

 

3.1 ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ತತ್ವ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸ

ಕಣಗಳ ಗಾತ್ರ, ಸ್ಫಟಿಕ ರೂಪ ಮತ್ತು ಪುಡಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಸಾರಜನಕದ ಅಂಶದ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಮೇಲೆ ಮೇಲೆ ತಿಳಿಸಿದ ಸಮಗ್ರ ಅಧ್ಯಯನದ ಮೂಲಕ, ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೈ-ಪ್ಯೂರಿಟಿ ಸಿ ಪೌಡರ್ ಮತ್ತು ಸಿ ಪೌಡರ್ ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಸಮವಾಗಿ ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 1.05 ರ ಸಿಲಿಕಾನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಅನುಪಾತದ ಪ್ರಕಾರ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್‌ಗೆ ಲೋಡ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಹಂತಗಳನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ನಾಲ್ಕು ಹಂತಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಲಾಗಿದೆ:
1) ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಡಿನೈಟ್ರಿಫಿಕೇಶನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ, 5×10-4 Pa ಗೆ ನಿರ್ವಾತಗೊಳಿಸುವಿಕೆ, ನಂತರ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವುದು, ಚೇಂಬರ್ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಸುಮಾರು 80 kPa ಮಾಡುವುದು, 15 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ನಿರ್ವಹಿಸುವುದು ಮತ್ತು ನಾಲ್ಕು ಬಾರಿ ಪುನರಾವರ್ತಿಸುವುದು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಇಂಗಾಲದ ಪುಡಿ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪುಡಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕ ಅಂಶಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು.
2) ಅಧಿಕ-ತಾಪಮಾನದ ಡಿನೈಟ್ರಿಫಿಕೇಶನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ, 5×10-4 Pa ಗೆ ನಿರ್ವಾತಗೊಳಿಸುವುದು, ನಂತರ 950 ℃ ಗೆ ಬಿಸಿ ಮಾಡುವುದು, ತದನಂತರ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವುದು, ಚೇಂಬರ್ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಸುಮಾರು 80 kPa ಮಾಡುವುದು, 15 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ ನಿರ್ವಹಿಸುವುದು ಮತ್ತು ನಾಲ್ಕು ಬಾರಿ ಪುನರಾವರ್ತಿಸುವುದು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಇಂಗಾಲದ ಪುಡಿ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಪುಡಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕ ಅಂಶಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು ಮತ್ತು ಶಾಖದ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡಬಹುದು.
3) ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಹಂತದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ, 5 × 10-4 Pa ಗೆ ಸ್ಥಳಾಂತರಿಸಿ, ನಂತರ 1350 ℃ ಗೆ ಬಿಸಿ ಮಾಡಿ, 12 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ಇರಿಸಿಕೊಳ್ಳಿ, ನಂತರ 80 kPa ರಷ್ಟು ಚೇಂಬರ್ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಮಾಡಲು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿ, 1 ಗಂಟೆ ಇರಿಸಿ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಆವಿಯಾಗುವ ಸಾರಜನಕವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು.
4) ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಹಂತದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆರ್ಗಾನ್ ಮಿಶ್ರಿತ ಅನಿಲದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅನಿಲ ಪರಿಮಾಣದ ಹರಿವಿನ ಅನುಪಾತವನ್ನು ತುಂಬಿಸಿ, ಚೇಂಬರ್ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಸುಮಾರು 80 kPa ಮಾಡಿ, ತಾಪಮಾನವನ್ನು 2100℃ ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿ, 10 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ಇರಿಸಿಕೊಳ್ಳಿ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯನ್ನು β-SiC ನಿಂದ α-SiC ಗೆ ​​ಪರಿವರ್ತಿಸುವುದನ್ನು ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕ ಕಣಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಚೇಂಬರ್ ತಾಪಮಾನವು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶಕ್ಕೆ ತಣ್ಣಗಾಗಲು ಕಾಯಿರಿ, ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ತುಂಬಿಸಿ ಮತ್ತು ಪುಡಿಯನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಿರಿ.

 

3.2 ಪೌಡರ್ ನಂತರದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

ಮೇಲಿನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಪುಡಿಯನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಿದ ನಂತರ, ಉಚಿತ ಕಾರ್ಬನ್, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಲೋಹದ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಮತ್ತು ಕಣದ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲು ಅದನ್ನು ನಂತರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೊಳಿಸಬೇಕು. ಮೊದಲಿಗೆ, ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಪುಡಿಯನ್ನು ಪುಡಿಮಾಡಲು ಬಾಲ್ ಗಿರಣಿಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪುಡಿಮಾಡಿದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಪುಡಿಯನ್ನು ಮಫಿಲ್ ಕುಲುಮೆಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದಿಂದ 450 ° C ಗೆ ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪೌಡರ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಮುಕ್ತ ಇಂಗಾಲವು ಶಾಖದಿಂದ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಅದು ಕೋಣೆಯಿಂದ ಹೊರಬರುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಉಚಿತ ಇಂಗಾಲವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ತರುವಾಯ, ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಕಾರ್ಬನ್, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮತ್ತು ಉಳಿದ ಲೋಹದ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಕಣಗಳನ್ನು ಸ್ವಚ್ಛಗೊಳಿಸುವ ಯಂತ್ರದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲೀಯ ಶುಚಿಗೊಳಿಸುವ ದ್ರವವನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅದರ ನಂತರ, ಉಳಿದಿರುವ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಶುದ್ಧ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ತೊಳೆದು ಒಣಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಕಣದ ಗಾತ್ರದ ಆಯ್ಕೆಗಾಗಿ ಒಣಗಿದ ಪುಡಿಯನ್ನು ಕಂಪಿಸುವ ಪರದೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.