तीन sic एकल क्रिस्टल वृद्धि प्रविधिहरू

SIC एकल क्रिस्टलहरूको लागि मुख्य विधिहरू हुन्:भौतिक बाफ यातायात (PVT), उच्च तापमान रासायनिक वाष्पी कप्तान (HTCVD)रउच्च तापमान समाधान वृद्धि (HTSG)। चित्र 1 मा देखाईएको रूपमा। तिनीहरू मध्ये, PVT विधि यो चरणमा सब भन्दा परिपक्व र व्यापक प्रयोग गरिएको विधि हो। वर्तमानमा,--इन्च एकल क्रिस्टल सब्सटल औद्योगिक भएको छ, र--इन्च एकल क्रिस्टलले संयुक्त राज्य अमेरिकामा उच्च उत्पाद घनता, कम उत्पाद विस्तार र उच्च लागत जस्ता सीमितताहरू पार गरेको छ।

HTCVD विधिले सिद्धान्तको स्रोत प्रयोग गर्दछ जुन SI स्रोत र C स्रोत ग्यासले करीव 2100 को उच्च तापमान वातावरणको बृद्धि प्राप्त गर्न र syne ℃ को गुणना प्रस्तुत गर्दछ। PVT विधि जस्तै यस तरीकाले उच्च बृद्धिको तापक्रम आवश्यक छ र उच्च वृद्धि लागत छ। HTSG विधि माथिको दुई विधिहरू भन्दा फरक छ। यसको आधारभूत सिद्धान्त विघटनता र सीआईएचई र सी एलिमेन्टको उपयोग गर्नु हो। हाल व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको प्राविधिक मोडेल TSSG विधि हो।

यस विधि कम तापमानमा नजिकै-थर्मोडीवानामिचरक्युबियलियम स्थितिमा SIC को वृद्धि हासिल गर्न सक्दछ (2000 डिग्री सेल्सियस कम, कम लागत, सजिलो व्यायात्मक विस्तार, र सजीलो p- प्रकार डोपिंग। यो pvt विधि पछि ठूलो, उच्च-लागत SIC एकल क्रिस्टल तयार गर्न एक विधि बन्ने अपेक्षा गरिएको छ।

चित्र 1। तीन SIC एकल क्रिस्टल बृद्धि प्रविधिको सिद्धान्तहरूको संकेतको रेखाचित्र

01 विकास ईतिहास र TSSG-Lown surchn sic एकल क्रिस्टलको हालको स्थिति

बढ्दो आकारको लागि htsg विधि 600 बर्ष भन्दा बढीको इतिहास छ।

1 61 .1 मा, हेल्डन एट अल। पहिलो उच्च तनाववर्ती एसआई पग्लि illed मा स्क्वायर एकल क्रिस्टलहरू प्राप्त गर्नुहोस् जुन सी विघटन भएको थियो, र त्यसपछि एसआईसी एकल स्मारक को बृद्धि गरिएको छ र जहाँ X ence।

1 1999 1999. मा, होफम्यान एट अल। जर्मनी विश्वविद्यालयबाट जर्मनीमा एर्लान्सको रूपमा शुद्ध Si प्रयोग गरिएको छ र उच्च-तापमान र उच्च-टेम्प्स टसस्ग विधि र पहिलो पटक 1 M मिटरको मोटाई प्रयोग गर्न।

2000 मा, उनीहरूले प्रक्रियालाई थप अनुकूलित गरे र 1 00-200 -200 बारको एक उच्च विरोधीको माध्यमबाट एक सेल्फ 1 को व्यायामको रूपमा 20 मिलिस्टको मोटाई र 20 मिलीसम्मको मोटाई बढाए।

त्यसबेलादेखि जापानमा अन्वेषक, दक्षिण कोरिया, चीन र अन्य देशहरूले TSSG विधिद्वारा SIC एकल क्रिस्टल सब्सट्रेटको वृद्धिमा सफलतापूर्वक अनुसन्धान गरेका छन् जुन हालका वर्षहरूमा बनाईएको छ। ती मध्ये, जापान सुमितोमोको धातु र टोयोटाले प्रतिनिधित्व गर्दछ। तालिका 1 र चित्र 2 ले SIC एकल क्रिस्टलहरूको बृद्धिमा सुमितोमो धातुको अनुसन्धान प्रगति देखाउँदछ, र टेबल 2 र आंकडा 3 ले टोयोटाको प्रतिनिधि परिणाम दिन्छ।

यो अनुसन्धान टोलीले 201 2016 मा TSSG विधि द्वारा SIC क्रिस्टलको विकासमा अनुसन्धान गर्न थाले, र 10 मिलिमिटरको मोटाईको साथ 2-इन्च 4h hh-sh-SIT-SIC क्रिस्टल सफलतापूर्वक प्राप्त गर्यो। हालसालै, टोलीले सफलतापूर्वक 4-इन्च 4h-SIC क्रिस्टल उत्पादन गरेको छ, चित्र in मा देखाईएको रूपमा।

चित्र 2।SIC क्रिस्टल को अप्टिकल फोटो TSSG विधि प्रयोग गरी सुमित धातुको टीम द्वारा उब्जाउ

चित्र 3।TSSG विधि प्रयोग गरेर टोयोटाको टोलीको प्रतिनिधि

चित्र 4. TSSG विधि प्रयोग गरेर भ्रष्टाचार एकेडेन्टको संस्थानको संस्थानको संस्थानको संस्थानको प्रतिनिधि उपलब्धिहरू TSSG विधि प्रयोग गर्दै

TSSG विधि द्वारा 122 आधारभूत सिद्धान्तहरू TSSG विधि द्वारा

SIC ले सामान्य दबावमा कुनै पग्लिरहेको पोइन्ट छैन। जब तापमान 2000 माथि पुग्छ, यसले सीधा गृसाली दिनेछ र विघटित गर्दछ। तसर्थ, यो SIC एकल क्रिस्टलहरू बिस्तारै चिसो र समान संरचनाको SIC पग्लिंगको साथ बढ्नको लागि सम्भव छैन, जुन पग्लन्छ।

SI-C बाइनरी चरण रेखाचित्रका अनुसार SI-RED अन्त्यमा "L + SIC" को दुई-चरण क्षेत्र प्रदान गर्दछ, जुन SIC को तरल चरणको बृद्धिको लागि सम्भावना प्रदान गर्दछ। यद्यपि सीका लागि शुद्ध सीको विवाद पनि धेरै कम छ, त्यसैले उच्च-तापमान समाधानमा सी एकाग्रता बढाउन SI पग्लिएमा फ्लक्स थप्न आवश्यक छ। वर्तमानमा, HTSG विधि द्वारा SICE एकल क्रिस्टलहरू बढेको मुख्यधारा टेक्निकल टेक्स्ट ट्यासन विधि हो। चित्र ((a) tssg विधि द्वारा बढ्दो SIC एकल क्रिस्टलहरूको सिद्धान्तको एक योजनाबद्ध रेखाचित्र हो।

ती मध्ये, उच्च-तापमान संस्थानको थर्मोडायिक गुणहरूको नियमन र सुपल वृद्धि प्रक्रिया र क्रिस्टल वृद्धि ईन्टरनेक्स्टेन्क्स हाइज विधिको बृद्धि गर्ने कुञ्जी हो जुन TSSG विधि द्वारा SIC एकल क्रिस्टलहरूको वृद्धि हो।

चित्र 5। (a) tssg विधि द्वारा SSSG विधि द्वारा SSSIN एकल क्रिस्टल बृद्धि को योजनाबद्ध रेखाचित्र; (b) l + SIC दुई-चरण क्षेत्रको अनुकरणत्मक खण्डको स्किनटिक रेखाचित्र

23 उच्च-तापमान समाधानहरूको थर्मोडायनामिक गुणहरू

पर्याप्त cloplare उच्च-तापमान समाधानमा TSSG विधि द्वारा SCS एकल क्रिस्टल बढाउने कुञ्जी हो। फ्लक्स तत्वहरू थप्दै उच्च तापमान समाधान समाधानहरूमा c को उल्लूबहिनी बढाउनको लागि एक प्रभावकारी तरीका हो।

एकै समयमा, फ्लॉक तत्वहरूको थपले पनि जलप्रलय, जादूगर, सतह तनाव, उच्च-तापमान पोइन्टहरू र उच्च-ताप्लिटी प्रक्रियाहरूलाई सगार्दछ जुन सीधा असर गर्दछ। तसर्थ, फ्लक्स तत्वहरूको छनोट SSSG विधि को चयन sssg विधि प्राप्त गर्न को लागी सबैभन्दा महत्वपूर्ण कदम हो र यस क्षेत्र मा अनुसन्धान फोकस छ।

त्यहाँ धेरै बाइनरी उच्च तापक्रम समाधान प्रणालीहरू लिई-एसआई, सी-एसआई, सी-एसआई, स्क्रु-एसआई, NI-SI, NI-SI, NI-SI र CO-SI सहित साहित्यमा रिपोर्ट गरिएको छ। ती मध्ये करी सीआर-एस सीआर-एस-एसआई र फे-एसआई र बहु-कम्पोनेन्ट प्रणालीहरू जस्तै क्रि-एस अल-एसआई पनि राम्रोसँग विकसित हुन्छ र राम्रो क्रिस्टल बृद्धि परिणाम प्राप्त भएको छ।

चित्र ((a) को सीआईसी विकास दर र तापमान बीचको तीन फरक उच्च-तापमान, टीआई-एस-एसआईको समाधान प्रणाली, कवानीशी एट अल द्वारा संक्षेपमा छ। 2020 मा जापानमा टोहोकु विश्वविद्यालयको।

चित्र 6 (b) मा देखाइएको रूपमा, Hyun एट अल। सी 0.56cr0.43.m0.4.m0.04 को कम्पोजिस्ट रेडियोको साथ उच्च-तापमा प्रणालीहरूको एक श्रृंखला डिजाइन गर्नुहोस्

चित्र 6. (a) sic एकल क्रिस्टल विकास दर र तापमान बीचको सम्बन्ध बिभिन्न उच्च-तापमान समाधान प्रणालीहरू प्रयोग गर्दा

04 Downe Knaetitics नियमन

उच्च-गुणवत्ता अनुमानित क्रिस्टलहरू प्राप्त गर्न अझ राम्रो गर्नको लागि क्रिस्टल वर्षाको kinetitics लाई नियमित गर्न पनि आवश्यक छ। तसर्थ, sice एकल क्रिस्टलहरू बढेकोमा TSSG विधिको अर्को अनुसन्धान विधि उच्च-तापमान इन्टरफेसमा क्लीटिकको नियमन हो।

रेजिष्टलनको मुख्य माध्यममा, बीज क्रिस्टल र क्रूसिट प्रक्रियामा रोपिक संरचना र साइचिएसनको नियंत्रको अनुच्छेद, बाह्य चुम्बकीय क्षेत्रको अनुच्छेद, र उच्च-तापमान समाधानको नियंत्र। आधारभूत उद्देश्य भनेको उचाई क्षेत्र मैदान, प्रवाहको लागि रूपान्तरण र सुस्त वा क्वुट याताबद्ध यातायात सदन क्षेत्रको क्रमबद्ध गर्न र राम्रो र उच्च-गुणवत्ता समाधानबाट क्वालिफाई गर्ने सम्बन्धमा छ।

अनुसन्धानकर्ताहरूले गतिवान नियमनहरू प्राप्त गर्न धेरै विधिहरू प्रयोग गरेका छन्, जस्तै कुसुनोकी एट अल प्रयोग गरिएको "क्रूर द्रुत ट्राल्फ टेक्नोशन टेक्नोबरी"। उनीहरूको काममा 200 2006 मा रिपोर्ट गरिएको छ, र दर्कुकुट एट अल द्वारा विकसित "अवतल समाधान वृद्धि टेक्नोल"।

201 2014 मा, कुयुनाकी एट अल। उच्च-तापमान समाधानको नियंत्रको नियुक्ति प्राप्त गर्न क्रुर मार्गनिर्देशनको रूपमा एक ग्रेफाइट गाइड (is) को रूपमा एक ग्रेफ्रेश गाइड संरचना थपियो। ग्राफेटइट औंठीको आकार र स्थिति अनुकूलन गरेर, एक समान माथि उल्टो यातायात मोड बीज क्रिस्टलको तल उच्च-तापमान मोडमा स्थापना गर्न सकिन्छ, जसले गर्दा चित्र 7 मा देखाइएको छ।

चित्र :: (क) उच्च-तापमान समाधानको सिमुलेशन परिणाम परिणामहरू नतिजा र तापमान वितरण; 

(B) प्रयोगात्मक उपकरण र परिणामहरूको सारांशको योजनाबद्ध रेखाचित्र

SIC एकल क्रिस्टलहरू बढाउनको लागि TSSG विधि को फाइदाहरू

बढ्दो आकारको क्रिस्टलमा TSSG विधिको फाइदाहरू निम्न पक्षहरूमा प्रतिबिम्बित हुन्छन्:

(1) SIC एकल क्रिस्टलहरूले बीउ क्रिस्टलमा माइक्रोट्यूज र अन्य म्याक्रो दोषहरू सुधार गर्न सक्दछ, जसले क्रिस्टल गुणवत्तालाई सुधार गर्न सक्दछ, जसले क्रिस्टल गुणवत्ता सुधार गर्दछ। 1 1999 1999. मा, होफम्यान एट अल। परिपक्व माइक्रोस्कोपबाट अवलोकन गरियो र माइक्रोटबजहरू प्रभावकारी रूपमा 1 क्रिस्टिक क्रिस्टलहरू बढाउन को प्रक्रियामा कभर गरिएको छ, चित्र in मा देखाइएको रूपमा।

चित्र :: TSSG विधि द्वारा SCSINCE एकल क्रिस्टलको बृद्धिमा माइक्रोटबहरूको हेलजेशन:

(क) टोस्गले प्रसारण मोडमा हेस् क्रिस्टलको अप्टिकल माइक्रोग्राफ, जहाँ बृद्धि तह तल छन् जहाँ बृद्धि तहको माइक्रोप्रोब्यूज स्पष्ट रूपमा देख्न सकिन्छ; 

(बी) रिफ्लेक्शन मोडमा समान क्षेत्रको अप्टिकल माइक्रोग्राफ, सूचकलाई पूर्ण रूपमा कभर गरिएको छ भनेर संकेत गर्दै।

(2) pvt विधिको तुलनामा, TSSG विधि अझ सजिलैसँग क्रस उपकरणहरूको उत्पादन दक्षता बढाउन र उत्पादन लागत कम गर्नको लागि प्रभावकारी रूपमा सुधार गर्न सक्दछ।

टोयोटा र सुमितोमो कर्निटीको सम्बन्धित कन्टेनल टोलीले "AMSICICEUSS HORSE नियन्त्रण" प्रविधि "प्रविधि" प्रयोग गरेर कृत्रिम क्रिस्टल क्रिस्टल व्यायामी विस्तार हासिल गरेको छ, चित्र 9 (A) र (ख) देखाइएको छ।

चित्र :: (क) TSSG विधिमा MSSICG नियन्त्रण टेक्नोग्राम को अचलटिक रेखा; 

(ख) वृद्धि कोणको परिवर्तन θ θ θ it क्निस्कोस उचाई र यस टेक्नोलोजीले प्राप्त गरेको। 

(ग) 2. mmin मिलिक्सको उचाईमा 20 घण्टाको वृद्धि; 

(घ) 10 घण्टाको एक मेन्सीआईडी ​​0. मिलिक्सको उचाईमा 10 घण्टाको बृद्धि;

(e) 35 35 वटाको बृद्धि 35 35 वटाको बृद्धि भएको छ, जुन टुरमास्कस उचाईमा बिस्तारै 1. 1.5 मिमीसम्म बढ्दै गएको छ।

()) PVT विधिसँग तुलना गर्नुहोस्, TSSG विधि अनुमानित पी-प्रकार डोपिंग प्राप्त गर्न सजिलो छ। उदाहरण को लागी, शिरी एट अल। टोयोटाको 201 2014 मा रिपोर्ट गरिएको छ कि उनीहरूले कम प्रतिरोधी पी-प्रकार 4h-SO-SH-SIC क्रिस्टलहरू बन्द गरीएको छ, चित्र 10 मा देखाइए जस्तै।

चित्र 10: (क) TSSG विधि द्वारा फीज विधि द्वारा उत्पादन को पक्ष दृश्य; TSSG विधि द्वारा उब्जाउ; 

(ख) क्रिस्टलको एक अनुवास्थ्यषीय सेक्सन को प्रसारण अनुच्छेद फोटो; 

(c) एक क्रिस्टल को शीर्ष सतह मोर्फोलोजी %% (आणविक अंश) को साथ एक उच्च-तापमानको समाधानबाट उब्जाउ।

06 निष्कर्ष र आउटलुक

SIC एकल क्रिस्टलहरू बढाउनको लागि TSSG विधि पछिल्लो 20 बर्षमा ठूलो प्रगति भएको छ, र TSSG विधि द्वारा केहि टोलीहरू उच्च-गुणवत्ता-इन्च एच स्कोर एकल क्रिस्टल बढेको छ।

यद्यपि यस टेक्नोलोजीको थप विकास अझै निम्न कुञ्जी पक्षहरूमा सफलताहरू आवश्यक पर्दछ:

(1) समाधानको थर्मोडायनामिक गुणहरूको गहन अध्ययन;

(2) विकास दर र क्रिस्टल गुणवत्ता बीचको सन्तुलन;

()) स्थिर क्रिस्टल बृद्धि अवस्थाको स्थापना;

()) परिष्कृत गतिशील नियन्त्रण टेक्नोलोजीको विकास।

यद्यपि TSSSG विधि अझै पनि PVT विधि पछाडि केहि पनि छ, यो क्षेत्र मा अन्वेषक प्रयासहरु लगातार टुक्रिएको छ र थप प्रलोभन र ड्राइभ गर्न को लागी पूर्ण खेल SIC उद्योगको द्रुत विकास।