ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್‌ನ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ (Ⅰ)

ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, SiC ಸ್ಫಟಿಕದ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು.

SiC ಎಂಬುದು 1:1 ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿ Si ಅಂಶ ಮತ್ತು C ಅಂಶದಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ ಬೈನರಿ ಸಂಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ, ಅಂದರೆ 50% ಸಿಲಿಕಾನ್ (Si) ಮತ್ತು 50% ಕಾರ್ಬನ್ (C), ಮತ್ತು ಅದರ ಮೂಲ ರಚನಾತ್ಮಕ ಘಟಕ SI-C ಟೆಟ್ರಾಹೆಡ್ರಾನ್ ಆಗಿದೆ.

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಟೆಟ್ರಾಹೆಡ್ರಾನ್ ರಚನೆಯ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ

 ಉದಾಹರಣೆಗೆ, Si ಪರಮಾಣುಗಳು ವ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಸೇಬಿಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು C ಪರಮಾಣುಗಳು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಕಿತ್ತಳೆಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಮಾನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಕಿತ್ತಳೆ ಮತ್ತು ಸೇಬುಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಜೋಡಿಸಿ SiC ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

SiC ಒಂದು ಬೈನರಿ ಸಂಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ Si-Si ಬಾಂಡ್ ಪರಮಾಣು ಅಂತರವು 3.89 A ಆಗಿದೆ, ಈ ಅಂತರವನ್ನು ಹೇಗೆ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು? ಪ್ರಸ್ತುತ, ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿರುವ ಅತ್ಯಂತ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾದ ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಯಂತ್ರವು 3nm ನ ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು 30A ದೂರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ನಿಖರತೆಯು ಪರಮಾಣು ದೂರಕ್ಕಿಂತ 8 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು.

Si-Si ಬಂಧದ ಶಕ್ತಿಯು 310 kJ/mol ಆಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಬಂಧದ ಶಕ್ತಿಯು ಈ ಎರಡು ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಎಳೆಯುವ ಶಕ್ತಿ ಎಂದು ನೀವು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಂಧದ ಶಕ್ತಿಯು ನೀವು ಬೇರ್ಪಡಿಸಬೇಕಾದ ಬಲವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

 ಉದಾಹರಣೆಗೆ, Si ಪರಮಾಣುಗಳು ವ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಸೇಬಿಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು C ಪರಮಾಣುಗಳು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಕಿತ್ತಳೆಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಮಾನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಕಿತ್ತಳೆ ಮತ್ತು ಸೇಬುಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಜೋಡಿಸಿ SiC ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

SiC ಒಂದು ಬೈನರಿ ಸಂಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ Si-Si ಬಾಂಡ್ ಪರಮಾಣು ಅಂತರವು 3.89 A ಆಗಿದೆ, ಈ ಅಂತರವನ್ನು ಹೇಗೆ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು? ಪ್ರಸ್ತುತ, ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿರುವ ಅತ್ಯಂತ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾದ ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಯಂತ್ರವು 3nm ನ ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು 30A ದೂರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ನಿಖರತೆಯು ಪರಮಾಣು ದೂರಕ್ಕಿಂತ 8 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು.

Si-Si ಬಂಧದ ಶಕ್ತಿಯು 310 kJ/mol ಆಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಬಂಧದ ಶಕ್ತಿಯು ಈ ಎರಡು ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಎಳೆಯುವ ಶಕ್ತಿ ಎಂದು ನೀವು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಂಧದ ಶಕ್ತಿಯು ನೀವು ಬೇರ್ಪಡಿಸಬೇಕಾದ ಬಲವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಟೆಟ್ರಾಹೆಡ್ರಾನ್ ರಚನೆಯ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ರೇಖಾಚಿತ್ರ

 ಉದಾಹರಣೆಗೆ, Si ಪರಮಾಣುಗಳು ವ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಸೇಬಿಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು C ಪರಮಾಣುಗಳು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಕಿತ್ತಳೆಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಮಾನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಕಿತ್ತಳೆ ಮತ್ತು ಸೇಬುಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಜೋಡಿಸಿ SiC ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

SiC ಒಂದು ಬೈನರಿ ಸಂಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ Si-Si ಬಾಂಡ್ ಪರಮಾಣು ಅಂತರವು 3.89 A ಆಗಿದೆ, ಈ ಅಂತರವನ್ನು ಹೇಗೆ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು? ಪ್ರಸ್ತುತ, ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿರುವ ಅತ್ಯಂತ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾದ ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಯಂತ್ರವು 3nm ನ ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು 30A ದೂರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ನಿಖರತೆಯು ಪರಮಾಣು ದೂರಕ್ಕಿಂತ 8 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು.

Si-Si ಬಂಧದ ಶಕ್ತಿಯು 310 kJ/mol ಆಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಬಂಧದ ಶಕ್ತಿಯು ಈ ಎರಡು ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಎಳೆಯುವ ಶಕ್ತಿ ಎಂದು ನೀವು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಂಧದ ಶಕ್ತಿಯು ನೀವು ಬೇರ್ಪಡಿಸಬೇಕಾದ ಬಲವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

 ಉದಾಹರಣೆಗೆ, Si ಪರಮಾಣುಗಳು ವ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಸೇಬಿಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು C ಪರಮಾಣುಗಳು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಕಿತ್ತಳೆಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಮಾನ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಕಿತ್ತಳೆ ಮತ್ತು ಸೇಬುಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಜೋಡಿಸಿ SiC ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

SiC ಒಂದು ಬೈನರಿ ಸಂಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ Si-Si ಬಾಂಡ್ ಪರಮಾಣು ಅಂತರವು 3.89 A ಆಗಿದೆ, ಈ ಅಂತರವನ್ನು ಹೇಗೆ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು? ಪ್ರಸ್ತುತ, ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿರುವ ಅತ್ಯಂತ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾದ ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಯಂತ್ರವು 3nm ನ ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು 30A ದೂರವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ನಿಖರತೆಯು ಪರಮಾಣು ದೂರಕ್ಕಿಂತ 8 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು.

Si-Si ಬಂಧದ ಶಕ್ತಿಯು 310 kJ/mol ಆಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಬಂಧದ ಶಕ್ತಿಯು ಈ ಎರಡು ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಎಳೆಯುವ ಶಕ್ತಿ ಎಂದು ನೀವು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಂಧದ ಶಕ್ತಿಯು ನೀವು ಬೇರ್ಪಡಿಸಬೇಕಾದ ಬಲವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಪ್ರತಿಯೊಂದು ವಸ್ತುವು ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಎಂದು ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಫಟಿಕದ ರಚನೆಯು ಪರಮಾಣುಗಳ ನಿಯಮಿತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ದೀರ್ಘ-ಶ್ರೇಣಿಯ ಕ್ರಮ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಚಿಕ್ಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಘಟಕವನ್ನು ಕೋಶ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಕೋಶವು ಘನ ರಚನೆಯಾಗಿದ್ದರೆ, ಅದನ್ನು ಕ್ಲೋಸ್-ಪ್ಯಾಕ್ಡ್ ಕ್ಯೂಬಿಕ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕೋಶವು ಷಡ್ಭುಜೀಯ ರಚನೆಯಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ಕ್ಲೋಸ್-ಪ್ಯಾಕ್ಡ್ ಷಡ್ಭುಜೀಯ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಸಾಮಾನ್ಯ SiC ಸ್ಫಟಿಕ ವಿಧಗಳು 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, 15R-SiC, ಇತ್ಯಾದಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. c ಅಕ್ಷದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಪೇರಿಸುವಿಕೆಯ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

 

ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, 4H-SiC ಯ ಮೂಲ ಪೇರಿಸುವಿಕೆಯ ಅನುಕ್ರಮವು ABCB... ; 6H-SiC ಯ ಮೂಲ ಪೇರಿಸುವಿಕೆಯ ಅನುಕ್ರಮವು ABCACB... ; 15R-SiC ಯ ಮೂಲ ಪೇರಿಸುವಿಕೆಯ ಅನುಕ್ರಮ ABCACBCABACABCB... .

 

ಇದನ್ನು ಮನೆ ಕಟ್ಟಲು ಇಟ್ಟಿಗೆಯಾಗಿ ಕಾಣಬಹುದು, ಕೆಲವು ಮನೆ ಇಟ್ಟಿಗೆಗಳನ್ನು ಮೂರು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಕೆಲವು ನಾಲ್ಕು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಕೆಲವು ಆರು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಈ ಸಾಮಾನ್ಯ SiC ಸ್ಫಟಿಕ ಪ್ರಕಾರಗಳ ಮೂಲ ಕೋಶ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ:

ಎ, ಬಿ, ಸಿ ಮತ್ತು ಕೋನಗಳ ಅರ್ಥವೇನು? SiC ಅರೆವಾಹಕದಲ್ಲಿನ ಚಿಕ್ಕ ಘಟಕ ಕೋಶದ ರಚನೆಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ:

ಒಂದೇ ಕೋಶದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ನಾವು ಲಾಟರಿಯನ್ನು ಖರೀದಿಸಿದಂತೆಯೇ ಇರುತ್ತದೆ, ವಿಜೇತ ಸಂಖ್ಯೆ 1, 2, 3, ನೀವು 1, 2, 3 ಮೂರು ಸಂಖ್ಯೆಗಳನ್ನು ಖರೀದಿಸಿದ್ದೀರಿ, ಆದರೆ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ವಿಂಗಡಿಸಿದರೆ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಗೆಲ್ಲುವ ಮೊತ್ತವು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಒಂದೇ ಸ್ಫಟಿಕದ ಸಂಖ್ಯೆ ಮತ್ತು ಕ್ರಮವನ್ನು ಒಂದೇ ಸ್ಫಟಿಕ ಎಂದು ಕರೆಯಬಹುದು.
ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರವು ಎರಡು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಪೇರಿಸುವ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಮೇಲಿನ ಪರಮಾಣುಗಳ ಪೇರಿಸುವ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ವ್ಯತ್ಯಾಸ, ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ.

SiC ಯಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯು ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಬಲವಾಗಿ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. 1900~2000 ℃ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ, 3C-SiC ಅದರ ಕಳಪೆ ರಚನಾತ್ಮಕ ಸ್ಥಿರತೆಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ 6H-SiC ನಂತಹ ಷಡ್ಭುಜೀಯ SiC ಪಾಲಿಫಾರ್ಮ್ ಆಗಿ ನಿಧಾನವಾಗಿ ರೂಪಾಂತರಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇದು ನಿಖರವಾಗಿ SiC ಪಾಲಿಮಾರ್ಫ್‌ಗಳ ರಚನೆಯ ಸಂಭವನೀಯತೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು 3C-SiC ಯ ಅಸ್ಥಿರತೆಯ ನಡುವಿನ ಬಲವಾದ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧದಿಂದಾಗಿ, 3C-SiC ನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಯಾರಿಕೆಯು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿದೆ. 4H-SiC ಮತ್ತು 6H-SiC ಯ ಷಡ್ಭುಜೀಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ತಯಾರಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಸ್ವಂತ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

 SiC ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿ SI-C ಬಂಧದ ಬಂಧದ ಉದ್ದವು ಕೇವಲ 1.89A ಆಗಿದೆ, ಆದರೆ ಬಂಧಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯು 4.53eV ಯಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಬಂಧದ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ವಿರೋಧಿ ಬಂಧದ ಸ್ಥಿತಿಯ ನಡುವಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟದ ಅಂತರವು ತುಂಬಾ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವಿಶಾಲವಾದ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಅಂತರವನ್ನು ರಚಿಸಬಹುದು, ಇದು Si ಮತ್ತು GaA ಗಳಿಗಿಂತ ಹಲವಾರು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು. ಹೆಚ್ಚಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್ ಗ್ಯಾಪ್ ಅಗಲ ಎಂದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಸ್ಫಟಿಕದ ರಚನೆಯು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸಂಬಂಧಿತ ವಿದ್ಯುತ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಸರಳೀಕೃತ ಶಾಖದ ಹರಡುವಿಕೆಯ ರಚನೆಯನ್ನು ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು.

Si-C ಬಂಧದ ಬಿಗಿಯಾದ ಬಂಧವು ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಂಪನ ಆವರ್ತನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಫೋನಾನ್, ಅಂದರೆ SiC ಸ್ಫಟಿಕವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಚಲನಶೀಲತೆ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಸಂಬಂಧಿತ ವಿದ್ಯುತ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ವೇಗ ಮತ್ತು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆ, ಇದು ಸಾಧನದ ಮಿತಿಮೀರಿದ ವೈಫಲ್ಯದ ಅಪಾಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, SiC ಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಗಿತ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.

 ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, SiC ಸ್ಫಟಿಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ಇತಿಹಾಸ

 1905 ರಲ್ಲಿ, ಡಾ. ಹೆನ್ರಿ ಮೊಯ್ಸನ್ ಅವರು ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ನೈಸರ್ಗಿಕ SiC ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದರು, ಅವರು ವಜ್ರವನ್ನು ಹೋಲುವಂತೆ ಕಂಡು ಅದನ್ನು ಮೊಸಾನ್ ವಜ್ರ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಿದರು.

 ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, 1885 ರಲ್ಲಿ, ಅಚೆಸನ್ ಸಿಲಿಕಾದೊಂದಿಗೆ ಕೋಕ್ ಅನ್ನು ಬೆರೆಸಿ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕುಲುಮೆಯಲ್ಲಿ ಬಿಸಿ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ SiC ಅನ್ನು ಪಡೆದರು. ಆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಜನರು ಇದನ್ನು ವಜ್ರಗಳ ಮಿಶ್ರಣವೆಂದು ತಪ್ಪಾಗಿ ಗ್ರಹಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಎಮೆರಿ ಎಂದು ಕರೆದರು.

 1892 ರಲ್ಲಿ, ಅಚೆಸನ್ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿದರು, ಅವರು ಸ್ಫಟಿಕ ಮರಳು, ಕೋಕ್, ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಮರದ ಚಿಪ್ಸ್ ಮತ್ತು NaCl ಅನ್ನು ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡಿದರು ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ ಆರ್ಕ್ ಕುಲುಮೆಯಲ್ಲಿ 2700℃ ಗೆ ಬಿಸಿ ಮಾಡಿದರು ಮತ್ತು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಚಿಪ್ಪುಗಳುಳ್ಳ SiC ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಪಡೆದರು. SiC ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸುವ ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಚೆಸನ್ ವಿಧಾನ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಇನ್ನೂ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ SiC ಅಪಘರ್ಷಕಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಕಡಿಮೆ ಶುದ್ಧತೆ ಮತ್ತು ಒರಟಾದ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದಾಗಿ, ಅಚೆಸನ್ ವಿಧಾನವು ಹೆಚ್ಚು SiC ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು, ಕಳಪೆ ಸ್ಫಟಿಕ ಸಮಗ್ರತೆ ಮತ್ತು ಸಣ್ಣ ಸ್ಫಟಿಕ ವ್ಯಾಸವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಅರೆವಾಹಕ ಉದ್ಯಮದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿದೆ. ಗುಣಮಟ್ಟದ ಹರಳುಗಳು, ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

 ಫಿಲಿಪ್ಸ್ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿಯ ಲೆಲಿ 1955 ರಲ್ಲಿ SiC ಏಕ ಹರಳುಗಳನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು ಹೊಸ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಈ ವಿಧಾನದಲ್ಲಿ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್ ಅನ್ನು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪಾತ್ರೆಯಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, SiC ಪೌಡರ್ ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು SiC ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ಬೆಳೆಯಲು ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪೋರಸ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳ ಮಧ್ಯಭಾಗದಿಂದ ಟೊಳ್ಳಾದ ಪ್ರದೇಶ. ಬೆಳೆಯುವಾಗ, ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್ ಅನ್ನು Ar ಅಥವಾ H2 ನ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ 2500℃ ಗೆ ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯ SiC ಪುಡಿಯನ್ನು Si ಮತ್ತು C ಆವಿಯ ಹಂತದ ಪದಾರ್ಥಗಳಾಗಿ ಉತ್ಕೃಷ್ಟಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕೊಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು SiC ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ಅನಿಲದ ನಂತರ ಮಧ್ಯದ ಟೊಳ್ಳಾದ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸರಂಧ್ರ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಮೂಲಕ ಹರಿವು ಹರಡುತ್ತದೆ.

ಮೂರನೆಯದಾಗಿ, SiC ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ

SiC ಯ ಏಕ ಸ್ಫಟಿಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ತನ್ನದೇ ಆದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿದೆ. ಇದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ Si: C = 1:1 ರ ಸ್ಟೊಯಿಯೋಮೆಟ್ರಿಕ್ ಅನುಪಾತದೊಂದಿಗೆ ಯಾವುದೇ ದ್ರವ ಹಂತವಿಲ್ಲ ಎಂಬ ಅಂಶದಿಂದಾಗಿ, ಮತ್ತು ಅರೆವಾಹಕದ ಪ್ರಸ್ತುತ ಮುಖ್ಯವಾಹಿನಿಯ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಬಳಸಲಾಗುವ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಬುದ್ಧ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ವಿಧಾನಗಳಿಂದ ಇದನ್ನು ಬೆಳೆಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಉದ್ಯಮ - cZ ವಿಧಾನ, ಬೀಳುವ ಕ್ರೂಸಿಬಲ್ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಇತರ ವಿಧಾನಗಳು. ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ಪ್ರಕಾರ, ಒತ್ತಡವು 10E5atm ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವು 3200℃ ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದರೆ ಮಾತ್ರ, Si: C = 1:1 ಪರಿಹಾರದ ಸ್ಟೊಚಿಯೊಮೆಟ್ರಿಕ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಫಟಿಕ ಗುಣಮಟ್ಟ, ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಅಗ್ಗದ SiC ಸ್ಫಟಿಕಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ವಿವಿಧ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲು ಅವಿರತ ಪ್ರಯತ್ನಗಳನ್ನು ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಮುಖ್ಯ ವಿಧಾನಗಳೆಂದರೆ PVT ವಿಧಾನ, ದ್ರವ ಹಂತದ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಆವಿಯ ರಾಸಾಯನಿಕ ಶೇಖರಣಾ ವಿಧಾನ.