SiC ସ୍ଫଟିକ୍ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ତିନୋଟି ପ୍ରମୁଖ କ ques ଶଳ |

ଚିତ୍ର 3 ରେ ଦେଖାଯାଇଥିବା ପରି, ଉଚ୍ଚ ଗୁଣବତ୍ତା ଏବଂ ଦକ୍ଷତା ସହିତ SiC ଏକକ ସ୍ଫଟିକ୍ ପ୍ରଦାନ କରିବାକୁ ଲକ୍ଷ୍ୟ ରଖିଥିବା ତିନୋଟି ପ୍ରାଧାନ୍ୟ କ techni ଶଳ ଅଛି: ତରଳ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଏପିଟାକ୍ସି (LPE), ଶାରୀରିକ ବାଷ୍ପ ପରିବହନ (PVT) ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା ​​(HTCVD) | SiC ଏକକ ସ୍ଫଟିକ୍ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ PVT ଏକ ସୁ-ସ୍ଥାପିତ ପ୍ରକ୍ରିୟା, ଯାହା ପ୍ରମୁଖ ୱେଫର୍ ଉତ୍ପାଦକମାନଙ୍କରେ ବହୁଳ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ |

ତଥାପି, ଏହି ତିନୋଟି ପ୍ରକ୍ରିୟା ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ବିକାଶ ଏବଂ ଅଭିନବ ଅଟେ | ଭବିଷ୍ୟତରେ କେଉଁ ପ୍ରକ୍ରିୟା ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ଗ୍ରହଣ କରାଯିବ ତାହା ଏଡ଼ାଇବା ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ସମ୍ଭବ ନୁହେଁ | ବିଶେଷ ଭାବରେ, ଉଚ୍ଚ ହାରରେ ସମାଧାନ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ଦ୍ produced ାରା ଉତ୍ପାଦିତ ଉଚ୍ଚ-ଗୁଣାତ୍ମକ SiC ଏକକ ସ୍ଫଟିକ୍ ରିପୋର୍ଟ ହୋଇଛି, ତରଳ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ SiC ବଲ୍କ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ସବଲିମିସନ୍ କିମ୍ବା ଡିପୋଜିଟେସନ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଅପେକ୍ଷା କମ୍ ତାପମାତ୍ରା ଆବଶ୍ୟକ କରେ ଏବଂ ଏହା P ଉତ୍ପାଦନରେ ଉତ୍କର୍ଷତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ | -ପ୍ରକାର SiC ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ (ସାରଣୀ 3) [33, 34] |

ଚିତ୍ର 3: ତିନୋଟି ପ୍ରାଧାନ୍ୟ SiC ଏକକ ସ୍ଫଟିକ୍ ଅଭିବୃଦ୍ଧି କ ques ଶଳର ସ୍କିମେଟିକ୍: (କ) ତରଳ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଏପିଟାକ୍ସି; (ଖ) ଶାରୀରିକ ବାଷ୍ପ ପରିବହନ; (ଗ) ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା ​​|

ସାରଣୀ 3: SiC ଏକକ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ LPE, PVT ଏବଂ HTCVD ର ତୁଳନା [33, 34]

ଯ ound ଗିକ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ପ୍ରସ୍ତୁତି ପାଇଁ ସମାଧାନ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହେଉଛି ଏକ ମାନକ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା | 1960 ଦଶକରୁ, ଅନୁସନ୍ଧାନକାରୀମାନେ ସମାଧାନରେ ଏକ ସ୍ଫଟିକ୍ ବିକାଶ କରିବାକୁ ଚେଷ୍ଟା କରିଥିଲେ | ଥରେ ଟେକ୍ନୋଲୋଜି ବିକଶିତ ହୋଇଗଲେ, ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପୃଷ୍ଠର ସୁପରସାଟୁରେସନ୍ ଭଲ ଭାବରେ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ହୋଇପାରିବ, ଯାହା ଉଚ୍ଚ-ଗୁଣାତ୍ମକ ଏକକ ସ୍ଫଟିକ୍ ଇଙ୍ଗୋଟ୍ ପାଇବା ପାଇଁ ସମାଧାନ ପଦ୍ଧତିକୁ ଏକ ପ୍ରତିଜ୍ଞାକାରୀ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା କରିଥାଏ |

SiC ଏକକ ସ୍ଫଟିକର ସମାଧାନ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ, Si ଉତ୍ସ ଅତ୍ୟଧିକ ଶୁଦ୍ଧ Si ତରଳିବା ଠାରୁ ଉତ୍ପନ୍ନ ହୋଇଥିବାବେଳେ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ କ୍ରୁସିବଲ୍ ଦ୍ୱ ual ତ ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟରେ ସେବା କରେ: ହିଟର ଏବଂ ସି ସଲ୍ୟୁଟ୍ ଉତ୍ସ | ସିଏ ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ଫଟିକଗୁଡିକ ଆଦର୍ଶ ଷ୍ଟୋଚିଓମେଟ୍ରିକ୍ ଅନୁପାତରେ ବ to ିବାର ସମ୍ଭାବନା ଅଧିକ ଥାଏ ଯେତେବେଳେ C ଏବଂ Si ଅନୁପାତ 1 ପାଖାପାଖି ଥାଏ, ଏହା ଏକ ନିମ୍ନ ତ୍ରୁଟିର ଘନତାକୁ ସୂଚାଇଥାଏ | ଅବଶ୍ୟ, ବାୟୁମଣ୍ଡଳୀୟ ଚାପରେ, ସିସି କ mel ଣସି ତରଳିବା ବିନ୍ଦୁ ଦେଖାଏ ନାହିଁ ଏବଂ ପ୍ରାୟ 2,000 ° C ରୁ ଅଧିକ ବାଷ୍ପୀକରଣ ତାପମାତ୍ରା ମାଧ୍ୟମରେ ସିଧାସଳଖ କ୍ଷୟ ହୁଏ | ତତ୍ତ୍ୱଗତ ଆଶା ଅନୁଯାୟୀ SiC ତରଳିଯାଏ, କେବଳ ସି-ସି ବାଇନାରୀ ଫେଜ୍ ଚିତ୍ର (ଚିତ୍ର 4) ରୁ ଦେଖାଯାଏ ଯାହା ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରେଡିଏଣ୍ଟ୍ ଏବଂ ସମାଧାନ ପ୍ରଣାଳୀ ଦ୍ୱାରା | ସି ତରଳିବାରେ C ଅଧିକ ହେଲେ 1at।% ରୁ 13at।% ମଧ୍ୟରେ ଭିନ୍ନ ହୋଇଥାଏ | ଡ୍ରାଇଭିଂ ସି ସୁପରସାଟୁରେସନ୍, ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାର ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ଥିବାବେଳେ ଅଭିବୃଦ୍ଧିର କମ୍ C ଶକ୍ତି ହେଉଛି C ସୁପରସାଟ୍ୟୁରେସନ୍ ଯାହା 109 ପା ଚାପ ଏବଂ 3,200 ° C ରୁ ଅଧିକ ତାପମାତ୍ରା ଉପରେ ପ୍ରାଧାନ୍ୟ ଦେଇଥାଏ | ଏହା ସୁପରସାଟୁରେସନ୍ ଏକ ସୁଗମ ପୃଷ୍ଠ ଉତ୍ପାଦନ କରିପାରିବ [22, 36-38] .400 ରୁ 2,800 ° C ମଧ୍ୟରେ ତାପମାତ୍ରା, ସି ତରଳିବାରେ C ର ଦ୍ରବଣତା 1at।% ରୁ 13at।% ମଧ୍ୟରେ ଭିନ୍ନ ହୋଇଥାଏ | ଅଭିବୃଦ୍ଧିର ଚାଳକ ଶକ୍ତି ହେଉଛି C ସୁପରସାଟ୍ୟୁରେସନ୍ ଯାହା ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରେଡିଏଣ୍ଟ୍ ଏବଂ ସଲ୍ୟୁସନ୍ ସିଷ୍ଟମ୍ ଦ୍ୱାରା ପ୍ରାଧାନ୍ୟ ପ୍ରାପ୍ତ | C ସୁପରସାଟ୍ୟୁରେସନ୍ ଯେତେ ଅଧିକ, ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାର ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ଥିବାବେଳେ କମ୍ C ସୁପରସାଟ୍ୟୁରେସନ୍ ଏକ ସୁଗମ ପୃଷ୍ଠ ସୃଷ୍ଟି କରେ [22, 36-38] |

ଚିତ୍ର 4: ସି-ସି ବାଇନାରୀ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଚିତ୍ର [40]

ଡୋପିଂ ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ ଧାତୁ ଉପାଦାନ କିମ୍ବା ବିରଳ-ପୃଥିବୀ ଉପାଦାନଗୁଡିକ କେବଳ ଅଭିବୃଦ୍ଧିର ତାପମାତ୍ରାକୁ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଭାବରେ ହ୍ରାସ କରିନଥାଏ ବରଂ ସି ତରଳିବାରେ ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳର ଦ୍ରବଣକୁ ଚରମ ଉନ୍ନତି କରିବାର ଏକମାତ୍ର ଉପାୟ ପରି ମନେହୁଏ | ଟି [8, 14-16, 19, 40-52], କ୍ର [29, 30, 43, 50, 53-75], କୋ [63, 76], ଫେ [77- ପରି ସଂକ୍ରମଣ ଗୋଷ୍ଠୀ ଧାତୁର ଯୋଗ | 80], ଇତ୍ୟାଦି କିମ୍ବା ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଧାତୁ, ଯେପରିକି ସି ତରଳିବା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ Ce [81], Y [82], Sc, ଇତ୍ୟାଦି ଥର୍ମୋଡାଇନାମିକ୍ ସନ୍ତୁଳନର ନିକଟବର୍ତ୍ତୀ ଅବସ୍ଥାରେ କାର୍ବନ ଦ୍ରବଣକୁ 50at।% ରୁ ଅଧିକ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦେଇଥାଏ | ଅଧିକନ୍ତୁ, SiC ର P- ପ୍ରକାର ଡୋପିଂ ପାଇଁ LPE କ techni ଶଳ ଅନୁକୂଳ ଅଟେ, ଯାହା ଅଲକୁ ଆଲାଇ ମିଶାଇ ହାସଲ କରାଯାଇପାରିବ |
ଦ୍ରବଣକାରୀ [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83] | ଅବଶ୍ୟ, ଅଲ୍ ର ମିଶ୍ରଣ P- ପ୍ରକାର SiC ଏକକ ସ୍ଫଟିକଗୁଡିକର ପ୍ରତିରୋଧକତା ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ [49, 56]।

ସମାଧାନ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ସାଧାରଣତ an ଏକ ନିଷ୍କ୍ରିୟ ଗ୍ୟାସ୍ ବାତାବରଣରେ ଅଗ୍ରସର ହୁଏ | ଯଦିଓ ହିଲିୟମ୍ (ସେ) ଆର୍ଗନ୍ ଅପେକ୍ଷା ମହଙ୍ଗା, ଏହାର ନିମ୍ନ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଏବଂ ଅଧିକ ତାପଜ ଚାଳନା (ଆର୍ଗନ୍ ର 8 ଗୁଣ) ହେତୁ ଏହାକୁ ଅନେକ ପଣ୍ଡିତ ପସନ୍ଦ କରନ୍ତି | 4H-SiC ରେ ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ ହାର ଏବଂ Cr ବିଷୟବସ୍ତୁ ସେ ଏବଂ ଆର୍ ବାତାବରଣରେ ସମାନ, ଏହା ପ୍ରମାଣିତ ହୋଇଛି ଯେ ବିହନ ଧାରକଙ୍କ ବୃହତ ଉତ୍ତାପ ବିସ୍ତାର ହେତୁ ହେରସ୍ଲ୍ଟସ୍ ଅଧୀନରେ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାରରେ ହେରେସଲ୍ଟସ୍ ଅଧୀନରେ ବୃଦ୍ଧି | ସେ ସମାଧାନରେ ବ grown ଼ିଥିବା ସ୍ଫଟିକ ଏବଂ ସ୍ ont ତ aneous ସ୍ପୃତ ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟେସନ ଭିତରେ ଥିବା ଭଏଡ୍ ଗଠନକୁ ବାଧା ଦେଇଥାଏ, ତା’ହେଲେ ଏକ ସୁଗମ ପୃଷ୍ଠ ମର୍ଫୋଲୋଜି ମିଳିପାରିବ |

ଏହି କାଗଜଟି SiC ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକର ବିକାଶ, ପ୍ରୟୋଗ ଏବଂ ଗୁଣ ଏବଂ SiC ଏକକ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ତିନୋଟି ମୁଖ୍ୟ ପଦ୍ଧତିକୁ ଉପସ୍ଥାପନ କଲା | ନିମ୍ନ ଭାଗରେ, ସାମ୍ପ୍ରତିକ ସମାଧାନ ଅଭିବୃଦ୍ଧି କ ques ଶଳ ଏବଂ ଅନୁରୂପ ମୁଖ୍ୟ ପାରାମିଟରଗୁଡିକ ସମୀକ୍ଷା କରାଯାଇଥିଲା | ଶେଷରେ, ଏକ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣ ପ୍ରସ୍ତାବ ଦିଆଗଲା ଯାହାକି ସମାଧାନ ପଦ୍ଧତି ମାଧ୍ୟମରେ SiC ଏକକ ସ୍ଫଟିକଗୁଡିକର ବହୁଳ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ସମ୍ବନ୍ଧରେ ଆହ୍ challenges ାନ ଏବଂ ଭବିଷ୍ୟତ କାର୍ଯ୍ୟ ବିଷୟରେ ଆଲୋଚନା କଲା |