ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ 'ਤੇ ਪੋਰਸ ਗ੍ਰੈਫਾਈਟ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ 'ਤੇ ਸੰਖਿਆਤਮਕ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਅਧਿਐਨ

ਦੀ ਬੁਨਿਆਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਐਸ.ਆਈ.ਸੀਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਾਧੇ ਨੂੰ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਉੱਚੇਪਣ ਅਤੇ ਸੜਨ, ਤਾਪਮਾਨ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਦੀ ਕਿਰਿਆ ਦੇ ਅਧੀਨ ਗੈਸ ਪੜਾਅ ਦੇ ਪਦਾਰਥਾਂ ਦੀ ਆਵਾਜਾਈ, ਅਤੇ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ 'ਤੇ ਗੈਸ ਪੜਾਅ ਪਦਾਰਥਾਂ ਦੇ ਮੁੜ-ਕ੍ਰਿਸਟਾਲੀਕਰਨ ਵਾਧੇ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਇਸ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਅੰਦਰਲੇ ਹਿੱਸੇ ਨੂੰ ਤਿੰਨ ਹਿੱਸਿਆਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਗਿਆ ਹੈ: ਕੱਚਾ ਮਾਲ ਖੇਤਰ, ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਅਤੇ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ। ਅਸਲ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧਕ ਦੇ ਅਧਾਰ ਤੇ ਇੱਕ ਸੰਖਿਆਤਮਕ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਮਾਡਲ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀਐਸ.ਆਈ.ਸੀਸਿੰਗਲ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਉਪਕਰਣ (ਚਿੱਤਰ 1 ਦੇਖੋ)। ਗਣਨਾ ਵਿੱਚ: ਦੇ ਥੱਲੇਕਰੂਸੀਬਲਸਾਈਡ ਹੀਟਰ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਤੋਂ 90 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਦੂਰ ਹੈ, ਕਰੂਸੀਬਲ ਦਾ ਸਿਖਰ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ 2100 ℃ ਹੈ, ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਕਣ ਦਾ ਵਿਆਸ 1000 μm ਹੈ, ਪੋਰੋਸਿਟੀ 0.6 ਹੈ, ਵਿਕਾਸ ਦਾ ਦਬਾਅ 300 Pa ਹੈ, ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਦਾ ਸਮਾਂ 100 h ਹੈ . ਪੀਜੀ ਦੀ ਮੋਟਾਈ 5 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਹੈ, ਵਿਆਸ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਅੰਦਰਲੇ ਵਿਆਸ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਤੋਂ 30 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਉੱਪਰ ਸਥਿਤ ਹੈ। ਗਣਨਾ ਵਿੱਚ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਜ਼ੋਨ ਦੇ ਉੱਤਮਕਰਨ, ਕਾਰਬਨਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ, ਅਤੇ ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਾਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਵਿਚਾਰਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਪੀਜੀ ਅਤੇ ਗੈਸ ਪੜਾਅ ਪਦਾਰਥਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਨੂੰ ਨਹੀਂ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਗਣਨਾ-ਸਬੰਧਤ ਭੌਤਿਕ ਸੰਪੱਤੀ ਮਾਪਦੰਡ ਸਾਰਣੀ 1 ਵਿੱਚ ਦਰਸਾਏ ਗਏ ਹਨ।

ਚਿੱਤਰ 1 ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਗਣਨਾ ਮਾਡਲ। (a) ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਲਈ ਥਰਮਲ ਫੀਲਡ ਮਾਡਲ; (ਬੀ) ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਖੇਤਰ ਦਾ ਵਿਭਾਜਨ ਅਤੇ ਸੰਬੰਧਿਤ ਸਰੀਰਕ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ

ਸਾਰਣੀ 1 ਗਣਨਾ ਵਿੱਚ ਵਰਤੇ ਗਏ ਕੁਝ ਭੌਤਿਕ ਮਾਪਦੰਡ

ਚਿੱਤਰ 2(a) ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ PG- ਰੱਖਣ ਵਾਲੇ ਢਾਂਚੇ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ (ਸੰਰਚਨਾ 1 ਵਜੋਂ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ) PG ਤੋਂ ਹੇਠਾਂ PG-ਰਹਿਤ ਢਾਂਚੇ (ਢਾਂਚਾ 0 ਵਜੋਂ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ) ਨਾਲੋਂ ਵੱਧ ਹੈ, ਅਤੇ PG ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਬਣਤਰ 0 ਤੋਂ ਘੱਟ ਹੈ। ਸਮੁੱਚਾ ਤਾਪਮਾਨ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ PG ਗਰਮੀ-ਇੰਸੂਲੇਟਿੰਗ ਏਜੰਟ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 2(b) ਅਤੇ 2(c) ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਜ਼ੋਨ ਵਿੱਚ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਧੁਰੀ ਅਤੇ ਰੇਡੀਅਲ ਤਾਪਮਾਨ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਛੋਟੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਤਾਪਮਾਨ ਦੀ ਵੰਡ ਵਧੇਰੇ ਇਕਸਾਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਉੱਤਮਤਾ ਵਧੇਰੇ ਸੰਪੂਰਨ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਜ਼ੋਨ ਦੇ ਉਲਟ, ਚਿੱਤਰ 2(c) ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਢਾਂਚੇ 1 ਦੇ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ 'ਤੇ ਰੇਡੀਅਲ ਤਾਪਮਾਨ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਵੱਡਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹੀਟ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਮੋਡਾਂ ਦੇ ਵੱਖੋ-ਵੱਖਰੇ ਅਨੁਪਾਤ ਕਾਰਨ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਸ਼ੀਸ਼ੇ ਨੂੰ ਇੱਕ ਕਨਵੈਕਸ ਇੰਟਰਫੇਸ ਨਾਲ ਵਧਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦਾ ਹੈ। . ਚਿੱਤਰ 2(d) ਵਿੱਚ, ਕਰੂਸੀਬਲ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਥਿਤੀਆਂ 'ਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਦੇ ਰੁਝਾਨ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਵਿਕਾਸ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਬਣਤਰ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਵਿਚਕਾਰ ਤਾਪਮਾਨ ਦਾ ਅੰਤਰ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਜ਼ੋਨ ਵਿੱਚ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਘਟਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਵਿੱਚ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਵਧਦਾ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 2 ਤਾਪਮਾਨ ਦੀ ਵੰਡ ਅਤੇ ਕਰੂਸੀਬਲ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ। (a) ਬਣਤਰ 0 (ਖੱਬੇ) ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 (ਸੱਜੇ) 0 h 'ਤੇ ਕ੍ਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਤਾਪਮਾਨ ਦੀ ਵੰਡ, ਯੂਨਿਟ: ℃; (b) ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਤਲ ਤੋਂ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਤੱਕ 0 h 'ਤੇ ਢਾਂਚੇ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੀ ਕੇਂਦਰੀ ਲਾਈਨ 'ਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਦੀ ਵੰਡ; (c) 0 h 'ਤੇ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਤਹ (A) ਅਤੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ (B), ਮੱਧ (C) ਅਤੇ ਹੇਠਾਂ (D) 'ਤੇ ਕੇਂਦਰ ਤੋਂ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਕਿਨਾਰੇ ਤੱਕ ਤਾਪਮਾਨ ਦੀ ਵੰਡ, ਹਰੀਜੱਟਲ ਧੁਰਾ r ਹੈ। A ਲਈ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਰੇਡੀਅਸ, ਅਤੇ B~D ਲਈ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਖੇਤਰ ਦਾ ਘੇਰਾ; (d) 0, 30, 60, ਅਤੇ 100 h 'ਤੇ ਬਣਤਰ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਦੇ ਉੱਪਰਲੇ ਹਿੱਸੇ (A), ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ (B) ਅਤੇ ਮੱਧ (C) ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਵਿੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀਆਂ।

ਚਿੱਤਰ 3 ਸੰਰਚਨਾ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਕਰੂਸੀਬਲ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮਿਆਂ 'ਤੇ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਆਵਾਜਾਈ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਖੇਤਰ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਵਿੱਚ ਗੈਸ ਪੜਾਅ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਸਥਿਤੀ ਦੇ ਵਾਧੇ ਨਾਲ ਵਧਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਵਧਣ ਨਾਲ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਆਵਾਜਾਈ ਕਮਜ਼ੋਰ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। . ਚਿੱਤਰ 3 ਇਹ ਵੀ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਹਾਲਤਾਂ ਦੇ ਤਹਿਤ, ਕੱਚਾ ਮਾਲ ਪਹਿਲਾਂ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੀ ਸਾਈਡ ਕੰਧ 'ਤੇ ਅਤੇ ਫਿਰ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਗ੍ਰਾਫਿਟਾਈਜ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਮੁੜ-ਸਥਾਪਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਹ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਮੋਟਾ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਵਿਕਾਸ ਵਧਦਾ ਹੈ। ਅੰਕੜੇ 4(a) ਅਤੇ 4(b) ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਪਦਾਰਥ ਦੀ ਵਹਾਅ ਦੀ ਦਰ ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਵਧਦੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਘਟਦੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ 100 h 'ਤੇ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਵਹਾਅ ਦਰ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਪਲਾਂ ਦੇ ਲਗਭਗ 50% ਹੁੰਦੀ ਹੈ; ਹਾਲਾਂਕਿ, ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਗ੍ਰਾਫਿਟਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਦੇ ਕਾਰਨ ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ ਵਹਾਅ ਦੀ ਦਰ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਵੱਡੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ ਵਹਾਅ ਦੀ ਦਰ 100 ਘੰਟੇ 'ਤੇ ਮੱਧ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਨਾਲੋਂ 10 ਗੁਣਾ ਵੱਧ ਹੈ; ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਬਣਤਰ 1 ਵਿੱਚ PG ਦਾ ਪ੍ਰਭਾਵ ਢਾਂਚਾ 1 ਦੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਵਹਾਅ ਦੀ ਦਰ ਨੂੰ ਬਣਤਰ 0 ਨਾਲੋਂ ਘੱਟ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 4(c) ਵਿੱਚ, ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਖੇਤਰ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਕਮਜ਼ੋਰ ਹੁੰਦਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਵਿਕਾਸ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਸਮੱਗਰੀ ਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ ਘਟਦਾ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਕਿਨਾਰੇ ਤੇ ਹਵਾ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਚੈਨਲ ਦੇ ਖੁੱਲਣ ਕਾਰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਸਿਖਰ 'ਤੇ recrystallization ਦੀ ਰੁਕਾਵਟ; ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਵਿੱਚ, ਬਣਤਰ 0 ਦੀ ਪਦਾਰਥਕ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ 30 ਘੰਟਿਆਂ ਤੋਂ 16% ਵਿੱਚ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਘਟਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਬਾਅਦ ਦੇ ਸਮੇਂ ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ 3% ਤੱਕ ਘਟਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਢਾਂਚਾ 1 ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਸਥਿਰ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਇਸਲਈ, ਪੀਜੀ ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਵਿੱਚ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੀ ਦਰ ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 4(d) ਸ਼ੀਸ਼ੇ ਦੇ ਵਾਧੇ ਦੇ ਮੋਰਚੇ 'ਤੇ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਵਹਾਅ ਦੀ ਦਰ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਪਲਾਂ ਅਤੇ 100 ਘੰਟੇ 'ਤੇ, ਬਣਤਰ 0 ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਜ਼ੋਨ ਵਿੱਚ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਢੋਆ-ਢੁਆਈ ਢਾਂਚਾ 1 ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਜ਼ਿਆਦਾ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਪਰ ਢਾਂਚੇ 0 ਦੇ ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ ਹਮੇਸ਼ਾ ਉੱਚ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਖੇਤਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਵਾਧਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। . ਢਾਂਚੇ 1 ਵਿੱਚ ਪੀਜੀ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਇਸ ਵਰਤਾਰੇ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਦਬਾਉਂਦੀ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 3 ਕਰੂਸੀਬਲ ਵਿੱਚ ਪਦਾਰਥ ਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ। ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮਿਆਂ 'ਤੇ ਬਣਤਰਾਂ 0 ਅਤੇ 1 ਵਿੱਚ ਗੈਸ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਆਵਾਜਾਈ ਦੀਆਂ ਸਟ੍ਰੀਮਲਾਈਨਾਂ (ਖੱਬੇ) ਅਤੇ ਵੇਗ ਵੈਕਟਰ (ਸੱਜੇ), ਵੇਗ ਵੈਕਟਰ ਯੂਨਿਟ: m/s

ਚਿੱਤਰ 4 ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਵਹਾਅ ਦੀ ਦਰ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀਆਂ। (a) 0, 30, 60, ਅਤੇ 100 h 'ਤੇ ਬਣਤਰ 0 ਦੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਮੱਧ ਵਿੱਚ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਦੀ ਵੰਡ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ, r ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਖੇਤਰ ਦਾ ਘੇਰਾ ਹੈ; (b) 0, 30, 60, ਅਤੇ 100 h 'ਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਮੱਧ ਵਿੱਚ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਦੀ ਵੰਡ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ, r ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਖੇਤਰ ਦਾ ਘੇਰਾ ਹੈ; (c) ਸਮੇਂ ਦੇ ਨਾਲ ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ (A, B) ਦੇ ਅੰਦਰ ਅਤੇ ਢਾਂਚਿਆਂ 0 ਅਤੇ 1 ਦੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ (C, D) ਦੇ ਅੰਦਰ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀਆਂ; (d) ਸੰਰਚਨਾ 0 ਅਤੇ 1 ਦੀ 0 ਅਤੇ 100 h 'ਤੇ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਤਹ ਦੇ ਨੇੜੇ ਪਦਾਰਥ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਵੰਡ, r ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦਾ ਘੇਰਾ ਹੈ

C/Si ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਥਿਰਤਾ ਅਤੇ SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਾਧੇ ਦੀ ਨੁਕਸ ਘਣਤਾ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 5(a) ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਪਲ 'ਤੇ ਦੋ ਬਣਤਰਾਂ ਦੇ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਦੀ ਵੰਡ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਕਰਦਾ ਹੈ। C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਤੋਂ ਸਿਖਰ ਤੱਕ ਘਟਦਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦਾ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਥਿਤੀਆਂ 'ਤੇ ਬਣਤਰ 0 ਨਾਲੋਂ ਹਮੇਸ਼ਾ ਉੱਚਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਅੰਕੜੇ 5(b) ਅਤੇ 5(c) ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਨਾਲ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਬਾਅਦ ਦੇ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ ਅੰਦਰੂਨੀ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੱਚ ਵਾਧੇ, ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਗ੍ਰਾਫੀਟਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਦੇ ਵਾਧੇ, ਅਤੇ Si ਦੀ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਨਾਲ ਸਬੰਧਤ ਹੈ। ਗ੍ਰੈਫਾਈਟ ਕਰੂਸੀਬਲ ਦੇ ਨਾਲ ਗੈਸ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ ਹਿੱਸੇ. ਚਿੱਤਰ 5(d) ਵਿੱਚ, ਬਣਤਰ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦਾ C/Si ਅਨੁਪਾਤ PG (0, 25 mm) ਤੋਂ ਹੇਠਾਂ ਕਾਫ਼ੀ ਵੱਖਰਾ ਹੈ, ਪਰ PG (50 mm) ਤੋਂ ਥੋੜ੍ਹਾ ਵੱਖਰਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹ ਫਰਕ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਨੇੜੇ ਪਹੁੰਚਦਾ ਹੈ। . ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਬਣਤਰ 1 ਦਾ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਉੱਚਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਰੂਪ ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਕਰਨ ਅਤੇ ਪੜਾਅ ਤਬਦੀਲੀ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 5 C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਦੀ ਵੰਡ ਅਤੇ ਬਦਲਾਅ। (a) ਬਣਤਰ 0 (ਖੱਬੇ) ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 (ਸੱਜੇ) ਦੇ ਕਰੂਸੀਬਲਾਂ ਵਿੱਚ 0 h 'ਤੇ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਦੀ ਵੰਡ; (ਬੀ) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮਿਆਂ (0, 30, 60, 100 h); (c) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮਿਆਂ (0, 30, 60, 100 h); (d) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮਿਆਂ (0, 25, 50, 75, 100 ਮਿਲੀਮੀਟਰ) ਢਾਂਚੇ 0 (ਠੋਸ ਲਾਈਨ) ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 (ਡੈਸ਼ਡ ਲਾਈਨ) ਦੀ ਕੇਂਦਰੀ ਲਾਈਨ ਤੋਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਦੂਰੀਆਂ (0, 25, 50, 75, 100 ਮਿਲੀਮੀਟਰ) 'ਤੇ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਦੀ ਤੁਲਨਾ। 30, 60, 100 ਹ)।

ਚਿੱਤਰ 6 ਦੋ ਸੰਰਚਨਾਵਾਂ ਦੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਖੇਤਰਾਂ ਦੇ ਕਣ ਵਿਆਸ ਅਤੇ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦਾ ਵਿਆਸ ਘਟਦਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਕਰੂਸੀਬਲ ਕੰਧ ਦੇ ਨੇੜੇ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਵਧਦੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਕਿਨਾਰੇ ਦੀ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਵਧਦੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਕਣ ਦਾ ਵਿਆਸ ਵਧਦਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਕਿਨਾਰੇ ਦੀ ਪੋਰੋਸਿਟੀ 100 ਘੰਟੇ 'ਤੇ ਲਗਭਗ 0.99 ਹੈ, ਅਤੇ ਘੱਟੋ ਘੱਟ ਕਣ ਵਿਆਸ ਲਗਭਗ 300 μm ਹੈ। ਕਣ ਦਾ ਵਿਆਸ ਵਧਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੀ ਉਪਰਲੀ ਸਤਹ 'ਤੇ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਘਟਦੀ ਹੈ, ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਾਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰੀ। ਜਿਵੇਂ-ਜਿਵੇਂ ਵਿਕਾਸ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਪੁਨਰ-ਸਥਾਪਨ ਖੇਤਰ ਦੀ ਮੋਟਾਈ ਵਧਦੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਕਣਾਂ ਦਾ ਆਕਾਰ ਅਤੇ ਪੋਰੋਸਿਟੀ ਬਦਲਦੀ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ। ਅਧਿਕਤਮ ਕਣ ਵਿਆਸ 1500 μm ਤੋਂ ਵੱਧ ਪਹੁੰਚਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਨਿਊਨਤਮ ਪੋਰੋਸਿਟੀ 0.13 ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਕਿਉਂਕਿ ਪੀਜੀ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਖੇਤਰ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਗੈਸ ਸੁਪਰਸੈਚੁਰੇਸ਼ਨ ਛੋਟਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਢਾਂਚੇ 1 ਦੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਉਪਰਲੇ ਹਿੱਸੇ ਦੀ ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਾਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਮੋਟਾਈ ਛੋਟੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦਰ ਨੂੰ ਸੁਧਾਰਦਾ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 6 ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮਿਆਂ 'ਤੇ ਬਣਤਰ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਖੇਤਰ ਦੇ ਕਣ ਵਿਆਸ (ਖੱਬੇ) ਅਤੇ ਪੋਰੋਸਿਟੀ (ਸੱਜੇ) ਵਿੱਚ ਬਦਲਾਅ, ਕਣ ਵਿਆਸ ਯੂਨਿਟ: μm

ਚਿੱਤਰ 7 ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਵਿਕਾਸ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਵਿੱਚ ਢਾਂਚਾ 0 ਵਾਰਪ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਕਿਨਾਰੇ ਦੇ ਗ੍ਰਾਫਿਟਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਦੇ ਕਾਰਨ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਨਾਲ ਸਬੰਧਤ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਬਾਅਦ ਦੀ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਵਾਰਪਿੰਗ ਦੀ ਡਿਗਰੀ ਕਮਜ਼ੋਰ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਚਿੱਤਰ 4 (ਡੀ) ਵਿੱਚ ਬਣਤਰ 0 ਦੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਾਧੇ ਦੇ ਸਾਹਮਣੇ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦੀ ਹੈ। ਬਣਤਰ 1 ਵਿੱਚ, PG ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਕਾਰਨ, ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਇੰਟਰਫੇਸ ਵਾਰਪਿੰਗ ਨਹੀਂ ਦਿਖਾਉਂਦਾ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, PG ਵੀ ਬਣਤਰ 1 ਦੀ ਵਿਕਾਸ ਦਰ ਨੂੰ ਬਣਤਰ 0 ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਕਾਫ਼ੀ ਘੱਟ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। 100 h ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੀ ਕੇਂਦਰ ਮੋਟਾਈ ਬਣਤਰ 0 ਦੀ ਸਿਰਫ 68% ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 7 30, 60, ਅਤੇ 100 h 'ਤੇ ਬਣਤਰ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਇੰਟਰਫੇਸ ਬਦਲਾਅ

ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਾਧਾ ਸੰਖਿਆਤਮਕ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਦੀਆਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਅਧੀਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਬਣਤਰ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦੁਆਰਾ ਵਧੇ ਹੋਏ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਕ੍ਰਮਵਾਰ ਚਿੱਤਰ 8(a) ਅਤੇ ਚਿੱਤਰ 8(b) ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। ਸੰਰਚਨਾ 0 ਦਾ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਕੇਂਦਰੀ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਅਨਡੂਲੇਸ਼ਨਾਂ ਅਤੇ ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ ਇੱਕ ਪੜਾਅ ਤਬਦੀਲੀ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਅਵਤਲ ਇੰਟਰਫੇਸ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਸਤ੍ਹਾ ਦੀ ਉਤਪੱਤੀ ਗੈਸ-ਪੜਾਅ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਦੀ ਆਵਾਜਾਈ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਨਿਸ਼ਚਿਤ ਡਿਗਰੀ ਅਸਮਾਨਤਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਪੜਾਅ ਤਬਦੀਲੀ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਘੱਟ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦੀ ਹੈ। ਸੰਰਚਨਾ 1 ਦੁਆਰਾ ਵਧੇ ਹੋਏ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦਾ ਇੰਟਰਫੇਸ ਥੋੜ੍ਹਾ ਕਨਵੈਕਸ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਕੋਈ ਪੜਾਅ ਤਬਦੀਲੀ ਨਹੀਂ ਮਿਲਦੀ, ਅਤੇ ਮੋਟਾਈ PG ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦਾ 65% ਹੈ। ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਸ਼ੀਸ਼ੇ ਦੇ ਵਾਧੇ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਨਤੀਜਿਆਂ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦੇ ਹਨ, ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਇੰਟਰਫੇਸ 'ਤੇ ਇੱਕ ਵੱਡੇ ਰੇਡੀਅਲ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਅੰਤਰ ਦੇ ਨਾਲ, ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ ਤੇਜ਼ ਵਾਧੇ ਨੂੰ ਦਬਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਸਮੁੱਚੀ ਸਮੱਗਰੀ ਵਹਾਅ ਦੀ ਦਰ ਹੌਲੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਸਮੁੱਚਾ ਰੁਝਾਨ ਸੰਖਿਆਤਮਕ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਨਤੀਜਿਆਂ ਦੇ ਨਾਲ ਇਕਸਾਰ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 8 ਬਣਤਰ 0 ਅਤੇ ਬਣਤਰ 1 ਦੇ ਅਧੀਨ ਉੱਗਦੇ SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ

ਸਿੱਟਾ

PG ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਖੇਤਰ ਦੇ ਸਮੁੱਚੇ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਸੁਧਾਰ ਅਤੇ ਧੁਰੀ ਅਤੇ ਰੇਡੀਅਲ ਤਾਪਮਾਨ ਦੀ ਇਕਸਾਰਤਾ ਦੇ ਸੁਧਾਰ ਲਈ ਅਨੁਕੂਲ ਹੈ, ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੀ ਪੂਰੀ ਉੱਚਿਤਤਾ ਅਤੇ ਉਪਯੋਗਤਾ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ; ਉੱਪਰ ਅਤੇ ਹੇਠਲੇ ਤਾਪਮਾਨ ਦਾ ਅੰਤਰ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਬੀਜ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਤਹ ਦਾ ਰੇਡੀਅਲ ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਕਨਵੈਕਸ ਇੰਟਰਫੇਸ ਦੇ ਵਾਧੇ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਪੁੰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਦੇ ਸੰਦਰਭ ਵਿੱਚ, PG ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਸਮੁੱਚੀ ਪੁੰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਦਰ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦੀ ਹੈ, PG ਵਾਲੇ ਵਿਕਾਸ ਚੈਂਬਰ ਵਿੱਚ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦਰ ਸਮੇਂ ਦੇ ਨਾਲ ਘੱਟ ਬਦਲਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਸਾਰੀ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਧੇਰੇ ਸਥਿਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਦੇ ਨਾਲ ਹੀ, ਪੀਜੀ ਵੀ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਕਿਨਾਰੇ ਪੁੰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਰੋਕਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, PG ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਵਾਤਾਵਰਣ ਦੇ C/Si ਅਨੁਪਾਤ ਨੂੰ ਵੀ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੀਡ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਇੰਟਰਫੇਸ ਦੇ ਅਗਲੇ ਕਿਨਾਰੇ 'ਤੇ, ਜੋ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਪੜਾਅ ਤਬਦੀਲੀ ਦੀ ਘਟਨਾ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਉਸੇ ਸਮੇਂ, ਪੀਜੀ ਦਾ ਥਰਮਲ ਇਨਸੂਲੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਭਾਵ ਕੁਝ ਹੱਦ ਤੱਕ ਕੱਚੇ ਮਾਲ ਦੇ ਉੱਪਰਲੇ ਹਿੱਸੇ ਵਿੱਚ ਰੀਕ੍ਰਿਸਟਾਲਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ. ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਾਧੇ ਲਈ, PG ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਵਿਕਾਸ ਦਰ ਨੂੰ ਹੌਲੀ ਕਰ ਦਿੰਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਵਿਕਾਸ ਦਾ ਇੰਟਰਫੇਸ ਵਧੇਰੇ ਉਤਸੁਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, PG SiC ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਵਾਤਾਵਰਣ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਅਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਗੁਣਵੱਤਾ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਇੱਕ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਸਾਧਨ ਹੈ।