সিলিকন কার্বাইড স্ফটিক বৃদ্ধি কী?

এসআইসি আসছে | সিলিকন কার্বাইড স্ফটিক বৃদ্ধির নীতি

প্রকৃতিতে, স্ফটিকগুলি সর্বত্র রয়েছে এবং তাদের বিতরণ এবং প্রয়োগ খুব বিস্তৃত। এবং বিভিন্ন স্ফটিকের বিভিন্ন কাঠামো, বৈশিষ্ট্য এবং প্রস্তুতি পদ্ধতি রয়েছে। তবে তাদের সাধারণ বৈশিষ্ট্যটি হ'ল স্ফটিকের পরমাণুগুলি নিয়মিতভাবে সাজানো হয় এবং একটি নির্দিষ্ট কাঠামোযুক্ত জালগুলি ত্রি-মাত্রিক স্থানে পর্যায়ক্রমিক স্ট্যাকিংয়ের মাধ্যমে গঠিত হয়। অতএব, স্ফটিক উপকরণগুলির উপস্থিতি সাধারণত একটি নিয়মিত জ্যামিতিক আকার উপস্থাপন করে।

সিলিকন কার্বাইড একক স্ফটিক সাবস্ট্রেট উপাদান (এরপরে এসআইসি সাবস্ট্রেট হিসাবে পরিচিত) এছাড়াও এক ধরণের স্ফটিক উপকরণ। এটি প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর উপাদানের অন্তর্গত, এবং এতে উচ্চ ভোল্টেজ প্রতিরোধের, উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের, উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি, কম ক্ষতি ইত্যাদির সুবিধা রয়েছে এটি উচ্চ-শক্তি বৈদ্যুতিন ডিভাইস এবং মাইক্রোওয়েভ আরএফ ডিভাইস প্রস্তুত করার জন্য একটি প্রাথমিক উপাদান।

সিকের স্ফটিক কাঠামো

এসআইসি হ'ল একটি আইভি-চতুর্থ যৌগিক অর্ধপরিবাহী উপাদান যা 1: 1 এর স্টোচিওমেট্রিক অনুপাতের মধ্যে কার্বন এবং সিলিকন সমন্বয়ে গঠিত এবং এর কঠোরতা হীরার পরে দ্বিতীয়।

কার্বন এবং সিলিকন উভয় পরমাণুর 4 টি ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রন রয়েছে, যা 4 টি কোভ্যালেন্ট বন্ড তৈরি করতে পারে। সিলিকন এবং কার্বন পরমাণুর মধ্যে টেট্রহেড্রাল বন্ধন থেকে বেরিয়ে এসে সিক স্ফটিকের প্রাথমিক কাঠামোগত ইউনিট, সিক টেট্রহেড্রন। সিলিকন এবং কার্বন উভয় পরমাণুর সমন্বয় সংখ্যা 4, অর্থাত্ প্রতিটি কার্বন পরমাণুর চারপাশে 4 টি সিলিকন পরমাণু থাকে এবং প্রতিটি সিলিকন পরমাণুতে এর চারপাশে 4 কার্বন পরমাণুও থাকে।

স্ফটিক উপাদান হিসাবে, এসআইসি সাবস্ট্রেটে পারমাণবিক স্তরগুলির পর্যায়ক্রমিক স্ট্যাকিংয়ের বৈশিষ্ট্যও রয়েছে। সি-সি ডায়াটমিক স্তরগুলি [0001] দিক বরাবর স্ট্যাক করা হয় se স্তরগুলির মধ্যে বন্ড শক্তির সামান্য পার্থক্যের জন্য, বিভিন্ন সংযোগ মোডগুলি সহজেই পারমাণবিক স্তরগুলির মধ্যে উত্পন্ন হয়, যার ফলে 200 টি সিক পলিটাইপস হয়। সাধারণ পলিটাইপগুলির মধ্যে 2H-SIC, 3C-SIC, 4H-SIC, 6H-SIC, 15R-SIC ইত্যাদি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, এর মধ্যে, "এবিসিবি" এর ক্রমে স্ট্যাকিং সিকোয়েন্সটিকে 4H পলিটাইপ বলা হয়। যদিও এসআইসির বিভিন্ন পলিটাইপের একই রাসায়নিক রচনা রয়েছে, তাদের শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলি, বিশেষত ব্যান্ডগ্যাপ প্রস্থ, ক্যারিয়ার গতিশীলতা এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলি একেবারেই আলাদা। এবং 4H পলিটাইপের বৈশিষ্ট্যগুলি অর্ধপরিবাহী অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আরও উপযুক্ত।

2 এইচ-সিক

4 এইচ-সিক

6 এইচ-সিক

তাপমাত্রা এবং চাপের মতো বৃদ্ধির পরামিতিগুলি বৃদ্ধি প্রক্রিয়া চলাকালীন 4H-SIC এর স্থায়িত্বকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে। অতএব, উচ্চমানের এবং অভিন্নতার সাথে একক স্ফটিক উপাদানগুলি পাওয়ার জন্য, বৃদ্ধির তাপমাত্রা, বৃদ্ধির চাপ এবং বৃদ্ধির হারের মতো পরামিতিগুলি প্রস্তুতির সময় অবশ্যই সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে।

এসআইসির প্রস্তুতি পদ্ধতি: শারীরিক বাষ্প পরিবহন পদ্ধতি (পিভিটি)

বর্তমানে সিলিকন কার্বাইডের প্রস্তুতি পদ্ধতিগুলি হ'ল শারীরিক বাষ্প পরিবহন পদ্ধতি (পিভিটি) ， উচ্চ তাপমাত্রা রাসায়নিক বাষ্প ডিপোজিশন পদ্ধতি (এইচটিসিভিডি), এবং তরল ফেজ পদ্ধতি (এলপিই)। এবং প্রাইভেট একটি মূলধারার পদ্ধতি যা শিল্প গণ উত্পাদনের জন্য উপযুক্ত।

(ক) সিক বুলস এবং এর জন্য পিভিটি বৃদ্ধি পদ্ধতির একটি স্কেচ 

(খ) মোর্ফোলজি এবং স্ফটিক বৃদ্ধি ইন্টারফেস এবং শর্তাদি সম্পর্কে দুর্দান্ত বিশদ চিত্রিত করার জন্য প্রাইভেট বৃদ্ধির 2 ডি ভিজ্যুয়ালাইজেশন

পিভিটি বৃদ্ধির সময়, সিক বীজ স্ফটিক ক্রুশিবলের শীর্ষে স্থাপন করা হয় যখন উত্স উপাদান (এসআইসি পাউডার) নীচে স্থাপন করা হয়। উচ্চ তাপমাত্রা এবং নিম্নচাপের সাথে একটি বদ্ধ পরিবেশে, সিক পাউডার সাবলাইমেটস এবং তারপরে তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট এবং ঘনত্বের পার্থক্যের প্রভাবের অধীনে বীজের নিকটবর্তী স্থানে উপরের দিকে পরিবহন করে। এবং এটি সুপারস্যাচুরেটেড অবস্থায় পৌঁছানোর পরে পুনরায় ইনস্টল করা হবে। এই পদ্ধতির মাধ্যমে, এসআইসি স্ফটিকের আকার এবং পলিটাইপ নিয়ন্ত্রণ করা যায়।

তবে, পিভিটি পদ্ধতিতে পুরো বৃদ্ধি প্রক্রিয়া জুড়ে যথাযথ বৃদ্ধির শর্ত বজায় রাখা দরকার, অন্যথায় এটি জালির ব্যাধি এবং অনাকাঙ্ক্ষিত ত্রুটিগুলি তৈরি করবে। এছাড়াও, এসআইসি স্ফটিক বৃদ্ধি সীমিত পর্যবেক্ষণ পদ্ধতি এবং অনেকগুলি ভেরিয়েবল সহ একটি বদ্ধ জায়গায় সম্পন্ন হয়, সুতরাং প্রক্রিয়াটির নিয়ন্ত্রণ কঠিন।

একক স্ফটিক বৃদ্ধি করার প্রধান প্রক্রিয়া: ধাপ প্রবাহ বৃদ্ধি

প্রাইভেট পদ্ধতি দ্বারা সিক স্ফটিক ক্রমবর্ধমান প্রক্রিয়াতে, ধাপের প্রবাহ বৃদ্ধি একক স্ফটিক গঠনের প্রধান প্রক্রিয়া হিসাবে বিবেচিত হয়। বাষ্পীভূত সি এবং সি পরমাণুগুলি ধাপে ধাপে এবং কিঙ্কসে স্ফটিক পৃষ্ঠের পরমাণুর সাথে পছন্দসইভাবে বন্ধন করবে, যেখানে তারা নিউক্লিয়েট এবং বৃদ্ধি পাবে, যাতে প্রতিটি পদক্ষেপ সমান্তরালে প্রবাহিত হয়। যখন বৃদ্ধির পৃষ্ঠের প্রতিটি ধাপের মধ্যে প্রস্থটি অ্যাডসবার্বড পরমাণুর প্রসারণ মুক্ত পথের চেয়ে অনেক বেশি হয়, তখন প্রচুর সংখ্যক অ্যাডসবার্বড পরমাণুগুলি উত্থিত হতে পারে এবং দ্বি-মাত্রিক দ্বীপ গঠন করতে পারে, যা ধাপে প্রবাহের বৃদ্ধির মোডটি ধ্বংস করবে, যার ফলে 4 এইচ এর পরিবর্তে অন্যান্য বহুবিবাহের গঠন তৈরি হবে। অতএব, প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির সমন্বয়টি বৃদ্ধির পৃষ্ঠের ধাপের কাঠামো নিয়ন্ত্রণ করা, যাতে অনাকাঙ্ক্ষিত পলিটাইপগুলি গঠন রোধ করতে এবং 4 ঘন্টা একক স্ফটিক কাঠামো প্রাপ্তির লক্ষ্য অর্জন করতে এবং অবশেষে উচ্চ-মানের স্ফটিকগুলি প্রস্তুত করার লক্ষ্য অর্জন করে।

এসআইসি একক স্ফটিকের জন্য ধাপ প্রবাহ বৃদ্ধি

স্ফটিকের বৃদ্ধি উচ্চ মানের এসআইসি সাবস্ট্রেট প্রস্তুত করার জন্য কেবল প্রথম পদক্ষেপ। ব্যবহার করার আগে, 4 এইচ-সিক ইনগোটকে স্লাইসিং, ল্যাপিং, বেভেলিং, পলিশিং, পরিষ্কার করা এবং পরিদর্শন করার মতো একাধিক প্রক্রিয়াগুলির মধ্য দিয়ে যেতে হবে। একটি শক্ত কিন্তু ভঙ্গুর উপাদান হিসাবে, এসআইসি একক স্ফটিকেরও ওয়াফারিং পদক্ষেপগুলির জন্য উচ্চ প্রযুক্তিগত প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। প্রতিটি প্রক্রিয়াতে উত্পন্ন যে কোনও ক্ষতির নির্দিষ্ট বংশধর হতে পারে, পরবর্তী প্রক্রিয়াতে স্থানান্তরিত হয় এবং শেষ পর্যন্ত পণ্যের গুণমানকে প্রভাবিত করে। অতএব, এসআইসি সাবস্ট্রেটের জন্য দক্ষ ওয়েফারিং প্রযুক্তিও শিল্পের দৃষ্টি আকর্ষণ করে।