ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ പൗഡർ സിന്തസിസ് പ്രക്രിയ

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ പ്രക്രിയയിൽ, ഭൗതിക നീരാവി ഗതാഗതമാണ് നിലവിലെ മുഖ്യധാരാ വ്യവസായവൽക്കരണ രീതി. PVT വളർച്ചാ രീതിക്ക്,സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിവളർച്ചാ പ്രക്രിയയിൽ വലിയ സ്വാധീനമുണ്ട്. എല്ലാ പാരാമീറ്ററുകളുംസിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിസിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയുടെയും വൈദ്യുത ഗുണങ്ങളുടെയും ഗുണനിലവാരത്തെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. നിലവിലെ വ്യാവസായിക പ്രയോഗങ്ങളിൽ, സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിസ്വയം പ്രചരിപ്പിക്കുന്ന ഉയർന്ന താപനില സിന്തസിസ് രീതിയാണ് സിന്തസിസ് പ്രക്രിയ.
സ്വയം-പ്രചരിക്കുന്ന ഉയർന്ന താപനില സിന്തസിസ് രീതി, രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ ആരംഭിക്കുന്നതിന് റിയാക്ടൻ്റുകൾക്ക് പ്രാരംഭ ചൂട് നൽകുന്നതിന് ഉയർന്ന താപനില ഉപയോഗിക്കുന്നു, തുടർന്ന് പ്രതികരിക്കാത്ത പദാർത്ഥങ്ങളെ രാസപ്രവർത്തനം പൂർത്തിയാക്കുന്നത് തുടരാൻ അനുവദിക്കുന്നതിന് അതിൻ്റേതായ രാസപ്രവർത്തന താപം ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, Si, C എന്നിവയുടെ രാസപ്രവർത്തനം കുറഞ്ഞ താപം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നതിനാൽ, പ്രതികരണം നിലനിർത്താൻ മറ്റ് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ ചേർക്കേണ്ടതുണ്ട്. അതിനാൽ, പല പണ്ഡിതന്മാരും ഈ അടിസ്ഥാനത്തിൽ മെച്ചപ്പെട്ട സ്വയം-പ്രചരണ സമന്വയ രീതി നിർദ്ദേശിച്ചു, ഒരു ആക്റ്റിവേറ്റർ അവതരിപ്പിച്ചു. സ്വയം പ്രചരിപ്പിക്കുന്ന രീതി നടപ്പിലാക്കാൻ താരതമ്യേന എളുപ്പമാണ്, കൂടാതെ വിവിധ സിന്തസിസ് പാരാമീറ്ററുകൾ സ്ഥിരമായി നിയന്ത്രിക്കാൻ എളുപ്പമാണ്. വലിയ തോതിലുള്ള സിന്തസിസ് വ്യവസായവൽക്കരണത്തിൻ്റെ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നു.

1999-ൽ തന്നെ, ബ്രിഡ്ജ്പോർട്ട് സമന്വയിപ്പിക്കാൻ സ്വയം-പ്രചരിക്കുന്ന ഉയർന്ന താപനില സിന്തസിസ് രീതി ഉപയോഗിച്ചു.SiC പൊടി, എന്നാൽ ഇത് അസംസ്‌കൃത വസ്തുക്കളായി എഥോക്‌സിസൈലനും ഫിനോൾ റെസിനും ഉപയോഗിച്ചു, അത് ചെലവേറിയതായിരുന്നു. ഗാവോ പാനും മറ്റുള്ളവരും ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള Si പൊടിയും C പൊടിയും സമന്വയിപ്പിക്കാൻ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളായി ഉപയോഗിച്ചുSiC പൊടിഒരു ആർഗോൺ അന്തരീക്ഷത്തിൽ ഉയർന്ന താപനില പ്രതികരണം വഴി. നിംഗ് ലിന വലിയ കണിക തയ്യാറാക്കിSiC പൊടിദ്വിതീയ സിന്തസിസ് വഴി.

സെക്കൻഡ് റിസർച്ച് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ചൈന ഇലക്ട്രോണിക്സ് ടെക്നോളജി ഗ്രൂപ്പ് കോർപ്പറേഷൻ വികസിപ്പിച്ച മീഡിയം-ഫ്രീക്വൻസി ഇൻഡക്ഷൻ ഹീറ്റിംഗ് ഫർണസ്, സിലിക്കൺ പൗഡറും കാർബൺ പൗഡറും ഒരു നിശ്ചിത സ്റ്റോയിയോമെട്രിക് അനുപാതത്തിൽ തുല്യമായി കലർത്തി ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിളിൽ സ്ഥാപിക്കുന്നു. ദിഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിൾചൂടാക്കാനുള്ള ഒരു മീഡിയം ഫ്രീക്വൻസി ഇൻഡക്ഷൻ തപീകരണ ചൂളയിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ താപനില മാറ്റം യഥാക്രമം താഴ്ന്ന-താപനില ഘട്ടവും ഉയർന്ന-താപനില ഘട്ടം സിലിക്കൺ കാർബൈഡും സമന്വയിപ്പിക്കുന്നതിനും രൂപാന്തരപ്പെടുത്തുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു. താഴ്ന്ന-താപനില ഘട്ടത്തിലെ β-SiC സിന്തസിസ് പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ താപനില Si യുടെ വോലാറ്റിലൈസേഷൻ താപനിലയേക്കാൾ കുറവായതിനാൽ, ഉയർന്ന ശൂന്യതയിൽ β-SiC യുടെ സമന്വയത്തിന് സ്വയം-പ്രചരണം ഉറപ്പാക്കാൻ കഴിയും. α-SiC യുടെ സമന്വയത്തിൽ ആർഗോൺ, ഹൈഡ്രജൻ, HCl വാതകം എന്നിവ അവതരിപ്പിക്കുന്ന രീതി അതിൻ്റെ വിഘടനത്തെ തടയുന്നു.SiC പൊടിഉയർന്ന താപനില ഘട്ടത്തിൽ, α-SiC പൊടിയിലെ നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കം ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും.

സിലിക്കൺ അസംസ്കൃത വസ്തുവായി സിലെയ്ൻ വാതകവും കാർബൺ അസംസ്കൃത വസ്തുവായി കാർബൺ പൊടിയും ഉപയോഗിച്ച് ഷാൻഡോംഗ് ടിയാൻയു ഒരു സിന്തസിസ് ഫർണസ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്തു. അവതരിപ്പിച്ച അസംസ്‌കൃത വാതകത്തിൻ്റെ അളവ് രണ്ട്-ഘട്ട സിന്തസിസ് രീതി ഉപയോഗിച്ച് ക്രമീകരിച്ചു, അവസാനമായി സംശ്ലേഷണം ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കണികാ വലുപ്പം 50 നും 5 000 um നും ഇടയിലാണ്.

 

1 പൊടി സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയുടെ നിയന്ത്രണ ഘടകങ്ങൾ

 

1.1 ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയിൽ പൊടി കണിക വലിപ്പത്തിൻ്റെ പ്രഭാവം

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിയുടെ കണികാ വലിപ്പം തുടർന്നുള്ള ഏക ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയിൽ വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. പിവിടി രീതിയിലുള്ള SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ വളർച്ച പ്രധാനമായും കൈവരിക്കുന്നത് ഗ്യാസ് ഫേസ് ഘടകത്തിലെ സിലിക്കണിൻ്റെയും കാർബണിൻ്റെയും മോളാർ അനുപാതം മാറ്റുന്നതിലൂടെയാണ്, കൂടാതെ ഗ്യാസ് ഫേസ് ഘടകത്തിലെ സിലിക്കണിൻ്റെയും കാർബണിൻ്റെയും മോളാർ അനുപാതം സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിയുടെ കണിക വലുപ്പവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. . വളർച്ചാ സംവിധാനത്തിൻ്റെ മൊത്തം മർദ്ദവും സിലിക്കൺ-കാർബൺ അനുപാതവും കണങ്ങളുടെ വലിപ്പം കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് വർദ്ധിക്കുന്നു. കണികാ വലിപ്പം 2-3 മില്ലീമീറ്ററിൽ നിന്ന് 0.06 മില്ലീമീറ്ററായി കുറയുമ്പോൾ, സിലിക്കൺ-കാർബൺ അനുപാതം 1.3 ൽ നിന്ന് 4.0 ആയി വർദ്ധിക്കുന്നു. കണികകൾ ഒരു പരിധിവരെ ചെറുതായിരിക്കുമ്പോൾ, Si ഭാഗിക മർദ്ദം വർദ്ധിക്കുകയും, വളരുന്ന ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ Si ഫിലിമിൻ്റെ ഒരു പാളി രൂപം കൊള്ളുകയും, വാതക-ദ്രാവക-ഖര വളർച്ചയ്ക്ക് കാരണമാകുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് പോളിമോർഫിസത്തെയും പോയിൻ്റ് വൈകല്യങ്ങളെയും രേഖാ വൈകല്യങ്ങളെയും ബാധിക്കുന്നു. ക്രിസ്റ്റലിൽ. അതിനാൽ, ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിയുടെ കണിക വലിപ്പം നന്നായി നിയന്ത്രിക്കണം.

കൂടാതെ, SiC പൊടി കണങ്ങളുടെ വലിപ്പം താരതമ്യേന ചെറുതായിരിക്കുമ്പോൾ, പൊടി വേഗത്തിൽ വിഘടിക്കുന്നു, അതിൻ്റെ ഫലമായി SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലുകൾ അമിതമായി വളരും. ഒരു വശത്ത്, SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയുടെ ഉയർന്ന താപനില അന്തരീക്ഷത്തിൽ, സമന്വയത്തിൻ്റെയും വിഘടനത്തിൻ്റെയും രണ്ട് പ്രക്രിയകൾ ഒരേസമയം നടക്കുന്നു. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൗഡർ വിഘടിപ്പിച്ച് കാർബൺ രൂപീകരിക്കുകയും വാതക ഘട്ടത്തിലും Si, Si2C, SiC2 പോലുള്ള സോളിഡ് ഫേസ്, പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ പൗഡറിൻ്റെ ഗുരുതരമായ കാർബണൈസേഷനും ക്രിസ്റ്റലിൽ കാർബൺ ഉൾപ്പെടുത്തലുകൾ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യും; മറുവശത്ത്, പൊടിയുടെ ദ്രവീകരണ നിരക്ക് താരതമ്യേന വേഗത്തിലായിരിക്കുമ്പോൾ, വളർന്ന SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന മാറാൻ സാധ്യതയുണ്ട്, ഇത് വളർന്ന SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ ഗുണനിലവാരം നിയന്ത്രിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു.

 

1.2 ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയിൽ പൊടി ക്രിസ്റ്റൽ രൂപത്തിൻ്റെ പ്രഭാവം

പിവിടി വഴിയുള്ള SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ വളർച്ച ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ ഒരു sublimation-recrystallization പ്രക്രിയയാണ്. SiC അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ ക്രിസ്റ്റൽ രൂപത്തിന് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയിൽ ഒരു പ്രധാന സ്വാധീനമുണ്ട്. പൊടി സമന്വയ പ്രക്രിയയിൽ, യൂണിറ്റ് സെല്ലിൻ്റെ ഒരു ക്യൂബിക് ഘടനയുള്ള താഴ്ന്ന താപനില സിന്തസിസ് ഘട്ടവും (β-SiC) യൂണിറ്റ് സെല്ലിൻ്റെ ഷഡ്ഭുജ ഘടനയുള്ള ഉയർന്ന താപനില സിന്തസിസ് ഘട്ടവും (α-SiC) പ്രധാനമായും നിർമ്മിക്കപ്പെടും. . നിരവധി സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ക്രിസ്റ്റൽ രൂപങ്ങളും ഇടുങ്ങിയ താപനില നിയന്ത്രണ ശ്രേണിയും ഉണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, 3C-SiC ഷഡ്ഭുജ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പോളിമോർഫായി രൂപാന്തരപ്പെടും, അതായത് 4H/6H-SiC, 1900°C-ന് മുകളിലുള്ള താപനിലയിൽ.

സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ പ്രക്രിയയിൽ, പരലുകൾ വളർത്താൻ β-SiC പൗഡർ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, സിലിക്കൺ-കാർബൺ മോളാർ അനുപാതം 5.5-ൽ കൂടുതലാണ്, അതേസമയം പരലുകൾ വളർത്താൻ α-SiC പൗഡർ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, സിലിക്കൺ-കാർബൺ മോളാർ അനുപാതം 1.2 ആണ്. താപനില ഉയരുമ്പോൾ, ക്രൂസിബിളിൽ ഒരു ഘട്ടം പരിവർത്തനം സംഭവിക്കുന്നു. ഈ സമയത്ത്, വാതക ഘട്ടത്തിലെ മോളാർ അനുപാതം വലുതായിത്തീരുന്നു, ഇത് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയ്ക്ക് അനുയോജ്യമല്ല. കൂടാതെ, കാർബൺ, സിലിക്കൺ, സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡ് എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള മറ്റ് വാതക ഘട്ട മാലിന്യങ്ങൾ ഘട്ടം പരിവർത്തന പ്രക്രിയയിൽ എളുപ്പത്തിൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ മാലിന്യങ്ങളുടെ സാന്നിധ്യം ക്രിസ്റ്റൽ മൈക്രോട്യൂബുകളും ശൂന്യതകളും വളർത്തുന്നു. അതിനാൽ, പൊടി ക്രിസ്റ്റൽ രൂപം കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കണം.

 

1.3 ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയിൽ പൊടി മാലിന്യങ്ങളുടെ പ്രഭാവം

SiC പൊടിയിലെ അശുദ്ധമായ ഉള്ളടക്കം ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയുടെ സമയത്ത് സ്വാഭാവിക ന്യൂക്ലിയേഷനെ ബാധിക്കുന്നു. അശുദ്ധിയുടെ അളവ് കൂടുന്തോറും ക്രിസ്റ്റൽ സ്വയമേവ ന്യൂക്ലിയേറ്റ് ചെയ്യാനുള്ള സാധ്യത കുറവാണ്. SiC-യെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, പ്രധാന ലോഹ മാലിന്യങ്ങളിൽ B, Al, V, Ni എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു, അവ സിലിക്കൺ പൗഡറിൻ്റെയും കാർബൺ പൗഡറിൻ്റെയും പ്രോസസ്സിംഗ് സമയത്ത് പ്രോസസ്സിംഗ് ടൂളുകൾ വഴി അവതരിപ്പിക്കാം. അവയിൽ, ബിയും എലും SiC-യിലെ പ്രധാന ആഴം കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ നില സ്വീകരിക്കുന്ന മാലിന്യങ്ങളാണ്, ഇത് SiC പ്രതിരോധശേഷി കുറയുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു. മറ്റ് ലോഹ മാലിന്യങ്ങൾ ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ SiC സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ അസ്ഥിരമായ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്ന നിരവധി ഊർജ്ജ നിലകൾ അവതരിപ്പിക്കും, കൂടാതെ ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള സെമി-ഇൻസുലേറ്റിംഗ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളുടെ വൈദ്യുത ഗുണങ്ങളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് പ്രതിരോധശേഷിയെ കൂടുതൽ സ്വാധീനിക്കും. അതിനാൽ, ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടി കഴിയുന്നത്ര സമന്വയിപ്പിക്കണം.

 

1.4 ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയിൽ പൊടിയിലെ നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കത്തിൻ്റെ പ്രഭാവം

നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കത്തിൻ്റെ അളവ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൻ്റെ പ്രതിരോധശേഷി നിർണ്ണയിക്കുന്നു. പൊടി സിന്തസിസ് സമയത്ത് മുതിർന്ന ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചാ പ്രക്രിയയ്ക്ക് അനുസൃതമായി സിന്തറ്റിക് മെറ്റീരിയലിലെ നൈട്രജൻ ഡോപ്പിംഗ് സാന്ദ്രത ക്രമീകരിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള സെമി-ഇൻസുലേറ്റിംഗ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളാണ് മിലിട്ടറി കോർ ഇലക്‌ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾക്ക് ഏറ്റവും സാധ്യതയുള്ള മെറ്റീരിയലുകൾ. ഉയർന്ന പ്രതിരോധശേഷിയും മികച്ച വൈദ്യുത ഗുണങ്ങളുമുള്ള ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള സെമി-ഇൻസുലേറ്റിംഗ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ വളർത്തുന്നതിന്, അടിവസ്ത്രത്തിലെ പ്രധാന മാലിന്യ നൈട്രജൻ്റെ ഉള്ളടക്കം താഴ്ന്ന തലത്തിൽ നിയന്ത്രിക്കണം. ചാലകമായ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾക്ക് നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കം താരതമ്യേന ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയിൽ നിയന്ത്രിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

 

2 പൊടി സമന്വയത്തിനുള്ള പ്രധാന നിയന്ത്രണ സാങ്കേതികവിദ്യ

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളുടെ വ്യത്യസ്ത ഉപയോഗ പരിതസ്ഥിതികൾ കാരണം, വളർച്ചാ പൊടികൾക്കായുള്ള സിന്തസിസ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്കും വ്യത്യസ്ത പ്രക്രിയകളുണ്ട്. എൻ-ടൈപ്പ് ചാലക സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ ഗ്രോത്ത് പൗഡറുകൾക്ക്, ഉയർന്ന അശുദ്ധി പരിശുദ്ധിയും സിംഗിൾ ഫേസും ആവശ്യമാണ്; അർദ്ധ-ഇൻസുലേറ്റിംഗ് സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ ഗ്രോത്ത് പൗഡറുകൾക്ക്, നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കത്തിൻ്റെ കർശനമായ നിയന്ത്രണം ആവശ്യമാണ്.

 

2.1 പൊടി കണിക വലിപ്പ നിയന്ത്രണം

2.1.1 സിന്തസിസ് താപനില

മറ്റ് പ്രക്രിയ വ്യവസ്ഥകൾ മാറ്റമില്ലാതെ നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട്, 1900 ℃, 2000 ℃, 2100 ℃, 2200 ℃ എന്നിവയുടെ സിന്തസിസ് താപനിലയിൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ട SiC പൊടികൾ സാമ്പിൾ ചെയ്യുകയും വിശകലനം ചെയ്യുകയും ചെയ്തു. ചിത്രം 1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, 1900 ℃-ൽ കണികാ വലിപ്പം 250~600 μm ആണെന്നും, 2000 ℃-ൽ കണികാ വലിപ്പം 600~850 μm ആയി വർദ്ധിക്കുകയും, കണികാ വലിപ്പം ഗണ്യമായി മാറുകയും ചെയ്യുന്നു. താപനില 2100 ℃ വരെ ഉയരുമ്പോൾ, SiC പൊടിയുടെ കണിക വലുപ്പം 850~2360 μm ആണ്, വർദ്ധനവ് മൃദുവായിരിക്കും. SiC യുടെ 2200 ℃ കണികാ വലിപ്പം ഏകദേശം 2360 μm ആണ്. 1900 ℃ ൽ നിന്നുള്ള സിന്തസിസ് താപനിലയിലെ വർദ്ധനവ് SiC കണങ്ങളുടെ വലുപ്പത്തിൽ നല്ല സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. സിന്തസിസ് താപനില 2100 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ നിന്ന് വർദ്ധിക്കുന്നത് തുടരുമ്പോൾ, കണങ്ങളുടെ വലുപ്പം കാര്യമായി മാറില്ല. അതിനാൽ, സിന്തസിസ് താപനില 2100 ℃ ആയി സജ്ജീകരിക്കുമ്പോൾ, കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗത്തിൽ ഒരു വലിയ കണിക വലിപ്പം സമന്വയിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

 

2.1.2 സിന്തസിസ് സമയം

മറ്റ് പ്രക്രിയ വ്യവസ്ഥകൾ മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു, സിന്തസിസ് സമയം യഥാക്രമം 4 മണിക്കൂർ, 8 മണിക്കൂർ, 12 മണിക്കൂർ എന്നിങ്ങനെ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. സൃഷ്ടിച്ച SiC പൊടി സാമ്പിൾ വിശകലനം ചിത്രം 2-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. സിന്തസിസ് സമയം SiC യുടെ കണിക വലുപ്പത്തിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നതായി കണ്ടെത്തി. സിന്തസിസ് സമയം 4 മണിക്കൂർ ആയിരിക്കുമ്പോൾ, കണികാ വലിപ്പം പ്രധാനമായും 200 μm ആണ് വിതരണം ചെയ്യുന്നത്; സിന്തസിസ് സമയം 8 മണിക്കൂർ ആയിരിക്കുമ്പോൾ, സിന്തറ്റിക് കണങ്ങളുടെ വലുപ്പം ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുന്നു, പ്രധാനമായും ഏകദേശം 1 000 μm വരെ വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു; സംശ്ലേഷണ സമയം വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നതിനാൽ, കണികാ വലിപ്പം കൂടുതൽ വർദ്ധിക്കുന്നു, പ്രധാനമായും ഏകദേശം 2 000 μm വരെ വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.

 

2.1.3 അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ കണികാ വലിപ്പത്തിൻ്റെ സ്വാധീനം

ഗാർഹിക സിലിക്കൺ സാമഗ്രികളുടെ ഉൽപ്പാദന ശൃംഖല ക്രമേണ മെച്ചപ്പെടുന്നതിനാൽ, സിലിക്കൺ വസ്തുക്കളുടെ പരിശുദ്ധിയും കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുന്നു. നിലവിൽ, സിന്തസിസിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന സിലിക്കൺ പദാർത്ഥങ്ങളെ പ്രധാനമായും ഗ്രാനുലാർ സിലിക്കൺ, പൊടിച്ച സിലിക്കൺ എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു, ചിത്രം 3 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സിന്തസിസ് പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്താൻ വ്യത്യസ്ത സിലിക്കൺ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിച്ചു. സിന്തറ്റിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ താരതമ്യം ചിത്രം 4-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ബ്ലോക്ക് സിലിക്കൺ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, വലിയ അളവിൽ Si മൂലകങ്ങൾ ഉൽപ്പന്നത്തിൽ ഉണ്ടെന്ന് വിശകലനം കാണിക്കുന്നു. സിലിക്കൺ ബ്ലോക്ക് രണ്ടാം തവണ തകർത്തതിനുശേഷം, സിന്തറ്റിക് ഉൽപ്പന്നത്തിലെ Si ഘടകം ഗണ്യമായി കുറയുന്നു, പക്ഷേ അത് ഇപ്പോഴും നിലനിൽക്കുന്നു. അവസാനമായി, സിലിക്കൺ പൗഡർ സിന്തസിസിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഉൽപ്പന്നത്തിൽ SiC മാത്രമേ ഉള്ളൂ. കാരണം, ഉൽപ്പാദന പ്രക്രിയയിൽ, വലിയ വലിപ്പമുള്ള ഗ്രാനുലാർ സിലിക്കൺ ആദ്യം ഉപരിതല സംശ്ലേഷണ പ്രതികരണത്തിന് വിധേയമാകേണ്ടതുണ്ട്, കൂടാതെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉപരിതലത്തിൽ സമന്വയിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് സി പൗഡറുമായി കൂടുതൽ സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിൽ നിന്ന് ആന്തരിക Si പൊടിയെ തടയുന്നു. അതിനാൽ, ബ്ലോക്ക് സിലിക്കൺ അസംസ്കൃത വസ്തുവായി ഉപയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ, അത് തകർത്ത് ദ്വിതീയ സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയ്ക്ക് വിധേയമാക്കുകയും ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയ്ക്ക് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടി ലഭിക്കുകയും വേണം.

 

2.2 പൊടി ക്രിസ്റ്റൽ ഫോം നിയന്ത്രണം

 

2.2.1 സിന്തസിസ് താപനിലയുടെ സ്വാധീനം

മറ്റ് പ്രക്രിയ വ്യവസ്ഥകൾ മാറ്റമില്ലാതെ നിലനിർത്തുന്നതിലൂടെ, സിന്തസിസ് താപനില 1500℃, 1700℃, 1900℃, 2100℃ ആണ്, കൂടാതെ ജനറേറ്റഡ് SiC പൊടി സാമ്പിൾ ചെയ്യുകയും വിശകലനം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. ചിത്രം 5-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, β-SiC മണ്ണിൻ്റെ മഞ്ഞയും α-SiC ഇളം നിറവുമാണ്. സിന്തസൈസ് ചെയ്ത പൊടിയുടെ നിറവും രൂപഘടനയും നിരീക്ഷിച്ചുകൊണ്ട്, 1500℃, 1700℃ താപനിലയിൽ സിന്തസൈസ് ചെയ്ത ഉൽപ്പന്നം β-SiC ആണെന്ന് നിർണ്ണയിക്കാനാകും. 1900℃-ൽ, നിറം കനംകുറഞ്ഞതായിത്തീരുന്നു, ഷഡ്ഭുജകണങ്ങൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു, താപനില 1900℃-ലേക്ക് ഉയർന്നതിന് ശേഷം, ഒരു ഘട്ടം പരിവർത്തനം സംഭവിക്കുന്നു, β-SiC യുടെ ഒരു ഭാഗം α-SiC ആയി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു; താപനില 2100℃ വരെ ഉയരുമ്പോൾ, സമന്വയിപ്പിച്ച കണികകൾ സുതാര്യമാണെന്നും α-SiC അടിസ്ഥാനപരമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നതായും കണ്ടെത്തി.

 

2.2.2 സിന്തസിസ് സമയത്തിൻ്റെ പ്രഭാവം

മറ്റ് പ്രക്രിയ വ്യവസ്ഥകൾ മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു, സിന്തസിസ് സമയം യഥാക്രമം 4h, 8h, 12h എന്നിങ്ങനെ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ജനറേറ്റുചെയ്ത SiC പൊടി സാമ്പിൾ എടുത്ത് ഡിഫ്രാക്റ്റോമീറ്റർ (XRD) ഉപയോഗിച്ച് വിശകലനം ചെയ്യുന്നു. ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 6-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. SiC പൗഡർ സമന്വയിപ്പിച്ച ഉൽപ്പന്നത്തിൽ സിന്തസിസ് സമയം ഒരു നിശ്ചിത സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. സിന്തസിസ് സമയം 4 h ഉം 8 h ഉം ആയിരിക്കുമ്പോൾ, സിന്തറ്റിക് ഉൽപ്പന്നം പ്രധാനമായും 6H-SiC ആണ്; സിന്തസിസ് സമയം 12 മണിക്കൂർ ആയിരിക്കുമ്പോൾ, ഉൽപ്പന്നത്തിൽ 15R-SiC ദൃശ്യമാകും.

 

2.2.3 അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ അനുപാതത്തിൻ്റെ സ്വാധീനം

മറ്റ് പ്രക്രിയകൾ മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുന്നു, സിലിക്കൺ-കാർബൺ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ അളവ് വിശകലനം ചെയ്യുന്നു, സിന്തസിസ് പരീക്ഷണങ്ങൾക്ക് യഥാക്രമം 1.00, 1.05, 1.10, 1.15 എന്നിങ്ങനെയാണ് അനുപാതം. ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 7 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

XRD സ്പെക്ട്രത്തിൽ നിന്ന്, സിലിക്കൺ-കാർബൺ അനുപാതം 1.05-ൽ കൂടുതലാകുമ്പോൾ, അധിക Si ഉൽപന്നത്തിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുകയും, സിലിക്കൺ-കാർബൺ അനുപാതം 1.05-ൽ കുറവായിരിക്കുമ്പോൾ, അധിക C പ്രത്യക്ഷപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. സിലിക്കൺ-കാർബൺ അനുപാതം 1.05 ആയിരിക്കുമ്പോൾ, സിന്തറ്റിക് ഉൽപ്പന്നത്തിലെ സ്വതന്ത്ര കാർബൺ അടിസ്ഥാനപരമായി ഒഴിവാക്കപ്പെടും, കൂടാതെ സ്വതന്ത്ര സിലിക്കൺ ദൃശ്യമാകില്ല. അതിനാൽ, ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള SiC സമന്വയിപ്പിക്കുന്നതിന് സിലിക്കൺ-കാർബൺ അനുപാതത്തിൻ്റെ അളവ് അനുപാതം 1.05 ആയിരിക്കണം.

 

2.3 പൊടിയിലെ കുറഞ്ഞ നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കത്തിൻ്റെ നിയന്ത്രണം

2.3.1 സിന്തറ്റിക് അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ

ഈ പരീക്ഷണത്തിൽ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്ന അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ 20 μm ശരാശരി വ്യാസമുള്ള ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള കാർബൺ പൊടിയും ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ള സിലിക്കൺ പൗഡറുമാണ്. അവയുടെ ചെറിയ കണിക വലിപ്പവും വലിയ പ്രത്യേക ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണവും കാരണം, അവയ്ക്ക് വായുവിൽ N2 ആഗിരണം ചെയ്യാൻ എളുപ്പമാണ്. പൊടി സമന്വയിപ്പിക്കുമ്പോൾ, അത് പൊടിയുടെ ക്രിസ്റ്റൽ രൂപത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവരും. N-തരം പരലുകളുടെ വളർച്ചയ്ക്ക്, പൊടിയിലെ N2 ൻ്റെ അസമമായ ഡോപ്പിംഗ് ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ അസമമായ പ്രതിരോധത്തിലേക്കും ക്രിസ്റ്റൽ രൂപത്തിൽ പോലും മാറ്റങ്ങളിലേക്കും നയിക്കുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ അവതരിപ്പിച്ചതിന് ശേഷം സിന്തസൈസ് ചെയ്ത പൊടിയിലെ നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കം വളരെ കുറവാണ്. ഹൈഡ്രജൻ തന്മാത്രകളുടെ അളവ് ചെറുതായതിനാലാണിത്. കാർബൺ പൗഡറിലും സിലിക്കൺ പൗഡറിലും ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന N2 ചൂടാക്കി ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് വിഘടിപ്പിക്കുമ്പോൾ, H2 അതിൻ്റെ ചെറിയ അളവിലുള്ള പൊടികൾക്കിടയിലുള്ള വിടവിലേക്ക് പൂർണ്ണമായി വ്യാപിക്കുന്നു, N2 ൻ്റെ സ്ഥാനം മാറ്റി, വാക്വം പ്രക്രിയയിൽ N2 ക്രൂസിബിളിൽ നിന്ന് രക്ഷപ്പെടുന്നു. നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കം നീക്കം ചെയ്യുന്നതിൻ്റെ ലക്ഷ്യം കൈവരിക്കുന്നു.

 

2.3.2 സിന്തസിസ് പ്രക്രിയ

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിയുടെ സമന്വയ സമയത്ത്, കാർബൺ ആറ്റങ്ങളുടെയും നൈട്രജൻ ആറ്റങ്ങളുടെയും ആരം സമാനമായതിനാൽ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡിലെ കാർബൺ ഒഴിവുകൾ നൈട്രജൻ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കും, അതുവഴി നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കം വർദ്ധിക്കും. ഈ പരീക്ഷണാത്മക പ്രക്രിയ H2 അവതരിപ്പിക്കുന്ന രീതി സ്വീകരിക്കുന്നു, കൂടാതെ C2H2, C2H, SiH വാതകങ്ങൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് സിന്തസിസ് ക്രൂസിബിളിലെ കാർബൺ, സിലിക്കൺ മൂലകങ്ങളുമായി H2 പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഗ്യാസ് ഫേസ് ട്രാൻസ്മിഷനിലൂടെ കാർബൺ മൂലകത്തിൻ്റെ ഉള്ളടക്കം വർദ്ധിക്കുന്നു, അതുവഴി കാർബൺ ഒഴിവുകൾ കുറയുന്നു. നൈട്രജൻ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിൻ്റെ ലക്ഷ്യം കൈവരിക്കുന്നു.

 

2.3.3 പ്രോസസ് പശ്ചാത്തല നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്ക നിയന്ത്രണം

വലിയ പൊറോസിറ്റി ഉള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിളുകൾ ഗ്യാസ് ഫേസ് ഘടകങ്ങളിൽ Si നീരാവി ആഗിരണം ചെയ്യാനും ഗ്യാസ് ഫേസ് ഘടകങ്ങളിൽ Si കുറയ്ക്കാനും അങ്ങനെ C/Si വർദ്ധിപ്പിക്കാനും അധിക സി സ്രോതസ്സുകളായി ഉപയോഗിക്കാം. അതേ സമയം, ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിളുകൾക്ക് Si അന്തരീക്ഷവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് Si2C, SiC2, SiC എന്നിവ ഉണ്ടാക്കാൻ കഴിയും, ഇത് Si അന്തരീക്ഷത്തിന് തുല്യമാണ് ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിളിൽ നിന്ന് C ഉറവിടം വളർച്ചാ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവരികയും C അനുപാതം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും കാർബൺ-സിലിക്കൺ അനുപാതം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. . അതിനാൽ, വലിയ സുഷിരങ്ങളുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിളുകൾ ഉപയോഗിച്ച് കാർബൺ-സിലിക്കൺ അനുപാതം വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, കാർബൺ ഒഴിവുകൾ കുറയ്ക്കുക, നൈട്രജൻ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിൻ്റെ ലക്ഷ്യം കൈവരിക്കുക.

 

3 സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ പൗഡർ സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയുടെ വിശകലനവും രൂപകൽപ്പനയും

 

3.1 സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയുടെ തത്വവും രൂപകൽപ്പനയും

പൊടി സമന്വയത്തിൻ്റെ കണങ്ങളുടെ വലിപ്പം, ക്രിസ്റ്റൽ രൂപം, നൈട്രജൻ ഉള്ളടക്കം എന്നിവയുടെ നിയന്ത്രണം സംബന്ധിച്ച് മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ച സമഗ്രമായ പഠനത്തിലൂടെ, ഒരു സമന്വയ പ്രക്രിയ നിർദ്ദേശിക്കപ്പെടുന്നു. ഉയർന്ന പ്യൂരിറ്റി C പൗഡറും Si പൊടിയും തിരഞ്ഞെടുത്തു, അവ തുല്യമായി കലർത്തി 1.05 ൻ്റെ സിലിക്കൺ-കാർബൺ അനുപാതം അനുസരിച്ച് ഒരു ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിളിലേക്ക് ലോഡ് ചെയ്യുന്നു. പ്രക്രിയയുടെ ഘട്ടങ്ങൾ പ്രധാനമായും നാല് ഘട്ടങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു:
1) ലോ-ടെമ്പറേച്ചർ ഡിനൈട്രിഫിക്കേഷൻ പ്രക്രിയ, 5×10-4 Pa വരെ വാക്വം ചെയ്യുന്നു, തുടർന്ന് ഹൈഡ്രജൻ അവതരിപ്പിക്കുന്നു, ചേമ്പർ മർദ്ദം ഏകദേശം 80 kPa ആക്കുന്നു, 15 മിനിറ്റ് നിലനിർത്തുന്നു, നാല് തവണ ആവർത്തിക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയ്ക്ക് കാർബൺ പൗഡറിൻ്റെയും സിലിക്കൺ പൗഡറിൻ്റെയും ഉപരിതലത്തിലുള്ള നൈട്രജൻ മൂലകങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യാൻ കഴിയും.
2) ഹൈ-ടെമ്പറേച്ചർ ഡിനൈട്രിഫിക്കേഷൻ പ്രക്രിയ, 5×10-4 Pa വരെ വാക്വം ചെയ്യുന്നു, തുടർന്ന് 950 ℃ വരെ ചൂടാക്കുന്നു, തുടർന്ന് ഹൈഡ്രജൻ അവതരിപ്പിക്കുന്നു, ചേമ്പർ മർദ്ദം ഏകദേശം 80 kPa ആക്കുന്നു, 15 മിനിറ്റ് നിലനിർത്തുന്നു, നാല് തവണ ആവർത്തിക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയ്ക്ക് കാർബൺ പൗഡറിൻ്റെയും സിലിക്കൺ പൗഡറിൻ്റെയും ഉപരിതലത്തിലെ നൈട്രജൻ മൂലകങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യാനും ചൂട് ഫീൽഡിൽ നൈട്രജൻ നയിക്കാനും കഴിയും.
3) താഴ്ന്ന താപനില ഘട്ടം പ്രക്രിയയുടെ സമന്വയം, 5 × 10-4 Pa ലേക്ക് ഒഴിപ്പിക്കുക, തുടർന്ന് 1350 ° വരെ ചൂടാക്കുക, 12 മണിക്കൂർ സൂക്ഷിക്കുക, തുടർന്ന് അറയുടെ മർദ്ദം 80 kPa ആക്കുന്നതിന് ഹൈഡ്രജൻ അവതരിപ്പിക്കുക, 1 മണിക്കൂർ സൂക്ഷിക്കുക. ഈ പ്രക്രിയയ്ക്ക് സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയിൽ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുന്ന നൈട്രജൻ നീക്കം ചെയ്യാൻ കഴിയും.
4) ഉയർന്ന താപനില ഘട്ടം പ്രക്രിയയുടെ സമന്വയം, ഉയർന്ന പ്യൂരിറ്റി ഹൈഡ്രജൻ്റെയും ആർഗോൺ മിക്സഡ് വാതകത്തിൻ്റെയും ഒരു നിശ്ചിത വാതക വോളിയം ഫ്ലോ റേഷ്യോ നിറയ്ക്കുക, ചേമ്പർ മർദ്ദം ഏകദേശം 80 kPa ആക്കുക, താപനില 2100℃ ആക്കുക, 10 മണിക്കൂർ സൂക്ഷിക്കുക. ഈ പ്രക്രിയ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടി β-SiC യിൽ നിന്ന് α-SiC ലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുകയും ക്രിസ്റ്റൽ കണങ്ങളുടെ വളർച്ച പൂർത്തിയാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
അവസാനമായി, മുറിയിലെ ഊഷ്മാവിൽ തണുക്കാൻ മുറിയിലെ താപനില കാത്തിരിക്കുക, അന്തരീക്ഷമർദ്ദം നിറയ്ക്കുക, പൊടി പുറത്തെടുക്കുക.

 

3.2 പൊടി പോസ്റ്റ് പ്രോസസ്സിംഗ് പ്രക്രിയ

മേൽപ്പറഞ്ഞ പ്രക്രിയയിലൂടെ പൊടി സമന്വയിപ്പിച്ച ശേഷം, സ്വതന്ത്ര കാർബൺ, സിലിക്കൺ, മറ്റ് ലോഹ മാലിന്യങ്ങൾ എന്നിവ നീക്കം ചെയ്യാനും കണികാ വലിപ്പം പരിശോധിക്കാനും അത് പോസ്റ്റ്-പ്രോസസ്സ് ചെയ്യണം. ആദ്യം, സമന്വയിപ്പിച്ച പൊടി പൊടിക്കുന്നതിനായി ഒരു ബോൾ മില്ലിൽ സ്ഥാപിക്കുന്നു, കൂടാതെ തകർന്ന സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടി ഒരു മഫിൽ ചൂളയിൽ വയ്ക്കുകയും ഓക്സിജൻ ഉപയോഗിച്ച് 450 ° C വരെ ചൂടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. പൊടിയിലെ സ്വതന്ത്ര കാർബൺ ചൂടിൽ ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യപ്പെടുകയും ചേമ്പറിൽ നിന്ന് പുറത്തുവരുന്ന കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് വാതകം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അങ്ങനെ സ്വതന്ത്ര കാർബൺ നീക്കം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. തുടർന്ന്, സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയിൽ ഉണ്ടാകുന്ന കാർബൺ, സിലിക്കൺ, ശേഷിക്കുന്ന ലോഹ മാലിന്യങ്ങൾ എന്നിവ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി ഒരു അസിഡിറ്റി ക്ലീനിംഗ് ലിക്വിഡ് തയ്യാറാക്കി ഒരു സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കണികാ ക്ലീനിംഗ് മെഷീനിൽ സ്ഥാപിക്കുന്നു. അതിനുശേഷം, ശേഷിക്കുന്ന ആസിഡ് ശുദ്ധമായ വെള്ളത്തിൽ കഴുകി ഉണക്കിയെടുക്കുന്നു. ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയ്‌ക്കായി കണിക വലുപ്പം തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനായി ഉണങ്ങിയ പൊടി ഒരു വൈബ്രേറ്റിംഗ് സ്‌ക്രീനിൽ സ്‌ക്രീൻ ചെയ്യുന്നു.