Fig. 3 හි පෙන්වා ඇති පරිදි, SiC තනි ස්ඵටිකයක් උසස් තත්ත්වයෙන් සහ කාර්යක්ෂමතාවයෙන් සැපයීම අරමුණු කරගත් ප්‍රමුඛ තාක්ෂණික ක්රම තුනක් ඇත: ද්‍රව අදියර epitaxy (LPE), භෞතික වාෂ්ප ප්රවාහනය (PVT) සහ ඉහළ උෂ්ණත්ව රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම (HTCVD). PVT යනු ප්රධාන වේෆර් නිෂ්පාදකයින් තුළ බහුලව භාවිතා වන SiC තනි ස්ඵටික නිෂ්පාදනය සඳහා හොඳින් ස්ථාපිත ක්‍රියාවලියකි.
කෙසේ වෙතත්, මෙම ක්‍රියාවලි තුනම වේගයෙන් දියුණු වෙමින් නව්‍යකරණය වෙමින් පවතී. අනාගතයේදී කුමන ක්‍රියාවලියක් පුළුල් ලෙස අනුගමනය කරන්නේද යන්න තවමත් ප්‍රකාශ කළ නොහැක. විශේෂයෙන්, මෑත වසරවල දී ද්‍රාවණ වර්ධනයෙන් සැලකිය යුතු වේගයකින් නිපදවන උසස් තත්ත්වයේ SiC තනි ස්ඵටිකයක් වාර්තා වී ඇත, ද්‍රව අවධියේ SiC තොග වර්ධනයට sublimation හෝ තැන්පත් කිරීමේ ක්‍රියාවලියට වඩා අඩු උෂ්ණත්වයක් අවශ්‍ය වන අතර එය P නිෂ්පාදනය කිරීමේ විශිෂ්ටත්වය පෙන්නුම් කරයි. -type SiC උපස්ථර (වගුව 3) [33, 34].
Fig. 3: අධිපති SiC තනි ස්ඵටික වර්ධන ශිල්පීය ක්රම තුනක ක්‍රමානුරූප: (a) ද්‍රව අදියර epitaxy; (ආ) භෞතික වාෂ්ප ප්රවාහනය; (ඇ) අධික උෂ්ණත්ව රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම
වගුව 3: වර්ධනය වන SiC තනි ස්ඵටික සඳහා LPE, PVT සහ HTCVD සංසන්දනය කිරීම [33, 34]
විසඳුම් වර්ධනය සංයෝග අර්ධ සන්නායක [36] සකස් කිරීම සඳහා සම්මත තාක්ෂණයකි. 1960 ගණන්වල සිට, පර්යේෂකයන් විසඳුමක් තුළ ස්ඵටිකයක් වර්ධනය කිරීමට උත්සාහ කර ඇත [37]. තාක්ෂණය දියුණු වූ පසු, වර්ධන පෘෂ්ඨයේ අධි සන්තෘප්තිය හොඳින් පාලනය කළ හැකි අතර, උසස් තත්ත්වයේ තනි ස්ඵටික ඉන්ගෝට් ලබා ගැනීම සඳහා විසඳුම් ක්රමය පොරොන්දු වූ තාක්ෂණයක් බවට පත් කරයි.
SiC තනි ස්ඵටිකයේ විසඳුම් වර්ධනය සඳහා, Si මූලාශ්‍රය අතිශයින් පිරිසිදු Si දියවීමෙන් හටගන්නා අතර ග්‍රැෆයිට් crucible ද්විත්ව අරමුණු සඳහා සේවය කරයි: තාපකය සහ C ද්‍රාව්‍ය ප්‍රභවය. SiC තනි ස්ඵටික අඩු දෝෂ ඝනත්වයක් පෙන්නුම් කරමින් C සහ Si අනුපාතය 1 ට ආසන්න වන විට පරමාදර්ශී ස්ටොයිකියෝමිතික අනුපාතය යටතේ වර්ධනය වීමට ඉඩ ඇත [28]. කෙසේ වෙතත්, වායුගෝලීය පීඩනයේදී, SiC ද්‍රවාංකයක් නොපෙන්වන අතර 2,000 °C පමණ ඉක්මවන වාෂ්පීකරණ උෂ්ණත්වයන් හරහා සෘජුවම වියෝජනය වේ. SiC දියවීම, න්‍යායික අපේක්ෂාවන්ට අනුව, දැඩි ලෙස සෑදිය හැක්කේ Si-C ද්විමය අදියර රූප සටහනෙන් (පය. 4) උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමය සහ ද්‍රාවණ පද්ධතිය අනුව පමණි. Si දියවන විට C අගය 1at.% සිට 13at.% දක්වා වෙනස් වේ. ධාවක C අධි සන්තෘප්තිය, වේගවත් වර්ධන වේගය වන අතර, වර්ධනයේ අඩු C බලය යනු 109 Pa හි ආධිපත්‍යය දරන පීඩනය සහ 3,200 °C ට වැඩි උෂ්ණත්වයක් ඇති C අධි සන්තෘප්තියයි. එය අධි සන්තෘප්තිය සුමට මතුපිටක් [22, 36-38] නිපදවිය හැක.උෂ්ණත්වය 1,400 සහ 2,800 °C අතර, Si දියවීමේදී C හි ද්‍රාව්‍යතාව 1at.% සිට 13at.% දක්වා වෙනස් වේ. වර්ධනයේ ගාමක බලවේගය වන්නේ උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමය සහ ද්‍රාවණ පද්ධතිය මගින් ආධිපත්‍යය දරන C අධි සන්තෘප්තියයි. C අධි සන්තෘප්තිය වැඩි වන තරමට වර්ධන වේගය වේගවත් වන අතර අඩු C අධි සන්තෘප්තිය සුමට මතුපිටක් නිපදවයි [22, 36-38].
රූපය 4: Si-C ද්විමය අදියර රූප සටහන [40]
මාත්‍රණ සංක්‍රාන්ති ලෝහ මූලද්‍රව්‍ය හෝ දුර්ලභ පෘථිවි මූලද්‍රව්‍ය ඵලදායී ලෙස වර්ධන උෂ්ණත්වය අඩු කරනවා පමණක් නොව Si දියවීමේදී කාබන් ද්‍රාව්‍යතාව දැඩි ලෙස වැඩිදියුණු කළ හැකි එකම ක්රමය බව පෙනේ. Ti [8, 14-16, 19, 40-52], Cr [29, 30, 43, 50, 53-75], Co [63, 76], Fe [77- වැනි සංක්‍රාන්ති සමූහ ලෝහ එකතු කිරීම 80], යනාදී හෝ දුර්ලභ පෘථිවි ලෝහ, එනම් Ce [81], Y [82], Sc, ආදිය Si දියවීම සඳහා, තාප ගතික සමතුලිතතාවයට ආසන්න තත්වයකදී කාබන් ද්‍රාව්‍යතාව 50at.% ඉක්මවීමට ඉඩ සලසයි. එපමනක් නොව, LPE තාක්ෂණය SiC හි P-වර්ගයේ මාත්‍රණය සඳහා හිතකර වේ, එය Al මිශ්‍ර කිරීමෙන් ලබා ගත හැක.
ද්රාවකය [50, 53, 56, 59, 64, 71-73, 82, 83]. කෙසේ වෙතත්, Al සංස්ථාගත කිරීම P-type SiC තනි ස්ඵටිකවල [49, 56] ප්‍රතිරෝධය වැඩි කිරීමට හේතු වේ.නයිට්‍රජන් මාත්‍රණය යටතේ N-වර්ගයේ වර්ධනයට අමතරව,
ද්‍රාවණ වර්ධනය සාමාන්‍යයෙන් නිෂ්ක්‍රීය වායු වායුගෝලයක් තුළ සිදු වේ. හීලියම් (ඔහු) ආගන්ට වඩා මිල අධික වුවද, එහි අඩු දුස්ස්රාවීතාවය සහ ඉහළ තාප සන්නායකතාවය (ආගන් 8 ගුණයක්) [85] හේතුවෙන් බොහෝ විද්වතුන් විසින් එය අනුමත කරනු ලැබේ. 4H-SiC හි සංක්‍රමණ අනුපාතය සහ Cr අන්තර්ගතය He සහ Ar වායුගෝලය යටතේ සමාන වේ, බීජ රඳවනයේ විශාල තාප විසර්ජනය හේතුවෙන් හෙරෙසල්ට්ස් යටතේ වර්ධනය Ar යටතේ වර්ධනයට වඩා ඉහළ වර්ධන වේගයකින් වර්ධනය වන බව ඔප්පු වේ [68]. ඔහු වැඩුණු ස්ඵටික ඇතුළත හිස්තැන් සෑදීමට හා ද්‍රාවණය තුළ ස්වයංසිද්ධ න්‍යෂ්ටිය සෑදීමට බාධා කරයි, එවිට සුමට මතුපිට රූප විද්‍යාවක් ලබා ගත හැකිය [86].
මෙම ලිපිය SiC උපාංගවල සංවර්ධනය, යෙදුම් සහ ගුණාංග සහ SiC තනි ස්ඵටික වර්ධනය සඳහා ප්රධාන ක්රම තුන හඳුන්වා දුන්නේය. පහත සඳහන් කොටස් තුළ, වත්මන් විසඳුම් වර්ධන ශිල්පීය ක්රම සහ අනුරූප ප්රධාන පරාමිතීන් සමාලෝචනය කරන ලදී. අවසාන වශයෙන්, විසඳුම් ක්රමය හරහා SiC තනි ස්ඵටිකවල තොග වර්ධනය සම්බන්ධයෙන් ඇති අභියෝග සහ අනාගත ක්‍රියා සාකච්ඡා කරන ඉදිරි දැක්මක් යෝජනා කරන ලදී.
පසු කාලය: ජූලි-01-2024