உயர்தர படிக வளர்ச்சியை எவ்வாறு அடைவது? - SIC படிக வளர்ச்சி உலை

1. சிலிக்கான் கார்பைடு படிக வளர்ச்சி உலை அடிப்படைக் கொள்கை என்ன?

சிலிக்கான் கார்பைடு படிக வளர்ச்சி உலை வேலை செய்யும் கொள்கை உடல் பதங்கமாதல் (பிரைவேட்) ஆகும். பி.வி.டி முறை உயர் தூய்மை எஸ்.ஐ.சி ஒற்றை படிகங்களை வளர்ப்பதற்கான மிகவும் திறமையான முறைகளில் ஒன்றாகும். வெப்ப புலம், வளிமண்டலம் மற்றும் வளர்ச்சி அளவுருக்களின் துல்லியமான கட்டுப்பாட்டின் மூலம், சிலிக்கான் கார்பைடு படிக வளர்ச்சி உலை அதிக வெப்பநிலையில் நிலையானதாக இயங்க முடியும்Sic தூள்.

1.1 வளர்ச்சி உலையின் வேலை கொள்கை

● பி.வி.டி முறை

பி.வி.டி முறையின் மையமானது சிலிக்கான் கார்பைடு தூளை அதிக வெப்பநிலையில் வாயு கூறுகளாக மாற்றுவதோடு, விதை படிகத்தில் வாயு கட்ட பரிமாற்றத்தின் மூலம் ஒரு படிக கட்டமைப்பை உருவாக்குவதாகும். இந்த முறை உயர் தூய்மை, பெரிய அளவிலான படிகங்களைத் தயாரிப்பதில் குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது.

படிக வளர்ச்சியின் அடிப்படை செயல்முறை

✔ பதங்கமாதல்.

. போக்குவரத்து: வெப்ப சாய்வின் செயல்பாட்டின் கீழ், வாயு கூறுகள் உயர் வெப்பநிலை மண்டலத்திலிருந்து (தூள் மண்டலம்) குறைந்த வெப்பநிலை மண்டலத்திற்கு (விதை படிக மேற்பரப்பு) பரவுகின்றன.

✔ ஒடுக்கம் படிகமயமாக்கல்: கொந்தளிப்பான கூறுகள் விதை படிக மேற்பரப்பில் துரிதப்படுத்துகின்றன மற்றும் லட்டு திசையில் வளர்ந்து ஒரு படிகத்தை உருவாக்குகின்றன.

1.2 படிக வளர்ச்சியின் குறிப்பிட்ட கொள்கைகள்

சிலிக்கான் கார்பைடு படிகங்களின் வளர்ச்சி செயல்முறை மூன்று நிலைகளாக பிரிக்கப்பட்டுள்ளது, அவை ஒருவருக்கொருவர் நெருக்கமாக இணைக்கப்பட்டு படிகத்தின் இறுதித் தரத்தை பாதிக்கின்றன.

✔ sic தூள் பதங்கமாதல்: அதிக வெப்பநிலை நிலைமைகளின் கீழ், திட எஸ்.ஐ.சி (சிலிக்கான் கார்பைடு) வாயு சிலிக்கான் (எஸ்ஐ) மற்றும் வாயு கார்பன் (சி) ஆக உயர்த்தப்படும், மேலும் எதிர்வினை பின்வருமாறு:

Sic (s) → Si (g) + c (g)

மற்றும் கொந்தளிப்பான வாயு கூறுகளை உருவாக்க மிகவும் சிக்கலான இரண்டாம் நிலை எதிர்வினைகள் (SIC2 போன்றவை). பதங்கமாதல் எதிர்வினைகளை ஊக்குவிக்க அதிக வெப்பநிலை என்பது அவசியமான நிபந்தனையாகும்.

✔ வாயு கட்ட போக்குவரத்து: வாயு கூறுகள் வெப்பநிலை சாய்வின் உந்துதலின் கீழ் சிலுவையின் பதங்கமாதல் மண்டலத்திலிருந்து விதை மண்டலத்திற்கு கொண்டு செல்லப்படுகின்றன. வாயு ஓட்டத்தின் நிலைத்தன்மை படிவுகளின் சீரான தன்மையை தீர்மானிக்கிறது.

✔ ஒடுக்கம் படிகமயமாக்கல்: குறைந்த வெப்பநிலையில், கொந்தளிப்பான வாயு கூறுகள் விதை படிகத்தின் மேற்பரப்புடன் ஒன்றிணைந்து திட படிகங்களை உருவாக்குகின்றன. இந்த செயல்முறையானது வெப்ப இயக்கவியல் மற்றும் படிகத்தின் சிக்கலான வழிமுறைகளை உள்ளடக்கியது.

1.3 சிலிக்கான் கார்பைடு படிக வளர்ச்சிக்கான முக்கிய அளவுருக்கள்

உயர்தர SIC படிகங்களுக்கு பின்வரும் அளவுருக்களின் துல்லியமான கட்டுப்பாடு தேவைப்படுகிறது:

வெப்பநிலை: தூளின் முழுமையான சிதைவை உறுதிப்படுத்த பதங்கமாதல் மண்டலத்தை 2000 க்கு மேல் வைக்க வேண்டும். விதை மண்டலத்தின் வெப்பநிலை 1600-1800 இல் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது ℃ ஒரு மிதமான படிவு விகிதத்தை உறுதிப்படுத்த.

✔ அழுத்தம்: பி.வி.டி வளர்ச்சி வழக்கமாக 10-20 டோரின் குறைந்த அழுத்த சூழலில் வாயு கட்ட போக்குவரத்தின் நிலைத்தன்மையை பராமரிக்க மேற்கொள்ளப்படுகிறது. அதிக அல்லது மிகக் குறைந்த அழுத்தம் மிக விரைவான படிக வளர்ச்சி விகிதம் அல்லது அதிகரித்த குறைபாடுகளுக்கு வழிவகுக்கும்.

வளிமண்டலம்: எதிர்வினை செயல்பாட்டின் போது தூய்மையற்ற மாசுபடுவதைத் தவிர்க்க உயர் தூய்மை ஆர்கானைப் பயன்படுத்துங்கள். படிக குறைபாடுகளை அடக்குவதற்கு வளிமண்டலத்தின் தூய்மை முக்கியமானது.

. நேரம்: படிக வளர்ச்சி நேரம் பொதுவாக ஒரே மாதிரியான வளர்ச்சியையும் பொருத்தமான தடிமத்தையும் அடைய பல்லாயிரக்கணக்கான மணிநேரம் வரை இருக்கும்.

2. சிலிக்கான் கார்பைடு படிக வளர்ச்சி உலை கட்டமைப்பு என்ன?

சிலிக்கான் கார்பைடு படிக வளர்ச்சி உலை ஆகியவற்றின் கட்டமைப்பின் உகப்பாக்கம் முக்கியமாக உயர் வெப்பநிலை வெப்பமாக்கல், வளிமண்டலக் கட்டுப்பாடு, வெப்பநிலை புலம் வடிவமைப்பு மற்றும் கண்காணிப்பு அமைப்பு ஆகியவற்றில் கவனம் செலுத்துகிறது.

2.1 வளர்ச்சி உலையின் முக்கிய கூறுகள்

● உயர் வெப்பநிலை வெப்ப அமைப்பு

✔ எதிர்ப்பு வெப்பமாக்கல்: வெப்ப ஆற்றலை நேரடியாக வழங்க உயர் வெப்பநிலை எதிர்ப்பு கம்பி (மாலிப்டினம், டங்ஸ்டன் போன்றவை) பயன்படுத்தவும். நன்மை அதிக வெப்பநிலை கட்டுப்பாட்டு துல்லியம், ஆனால் வாழ்க்கை அதிக வெப்பநிலையில் குறைவாக உள்ளது.

✔ தூண்டல் வெப்பமாக்கல்: எடி தற்போதைய வெப்பமாக்கல் ஒரு தூண்டல் சுருள் மூலம் சிலுவை மூலம் உருவாக்கப்படுகிறது. இது அதிக செயல்திறன் மற்றும் தொடர்பு இல்லாததன் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் உபகரணங்கள் செலவு ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக உள்ளது.

● கிராஃபைட் க்ரூசிபிள் மற்றும் அடி மூலக்கூறு விதை நிலையம்

✔ உயர் தூய்மை கிராஃபைட் க்ரூசிபிள் உயர் வெப்பநிலை நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்கிறது.

Station விதை நிலையத்தின் வடிவமைப்பு காற்றோட்டம் சீரான தன்மை மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறன் ஆகிய இரண்டையும் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும்.

● வளிமண்டல கட்டுப்பாட்டு சாதனம்

✔ உயர் தூய்மை எரிவாயு விநியோக அமைப்பு மற்றும் எதிர்வினை சூழலின் தூய்மை மற்றும் நிலைத்தன்மையை உறுதிப்படுத்த ஒரு அழுத்தத்தை ஒழுங்குபடுத்தும் வால்வு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது.

● வெப்பநிலை புலம் சீரான வடிவமைப்பு

Trumce Chrucible சுவர் தடிமன், வெப்பமூட்டும் உறுப்பு விநியோகம் மற்றும் வெப்பக் கவச அமைப்பு ஆகியவற்றை மேம்படுத்துவதன் மூலம், வெப்பநிலை புலத்தின் சீரான விநியோகம் அடையப்படுகிறது, இது படிகத்தின் மீது வெப்ப அழுத்தத்தின் தாக்கத்தை குறைக்கிறது.

2.2 வெப்பநிலை புலம் மற்றும் வெப்ப சாய்வு வடிவமைப்பு

✔ வெப்பநிலை புலம் சீரான தன்மையின் முக்கியத்துவம்: சீரற்ற வெப்பநிலை புலம் படிகத்திற்குள் வெவ்வேறு உள்ளூர் வளர்ச்சி விகிதங்கள் மற்றும் குறைபாடுகளுக்கு வழிவகுக்கும். வருடாந்திர சமச்சீர் வடிவமைப்பு மற்றும் வெப்பக் கவச உகப்பாக்கம் மூலம் வெப்பநிலை புலத்தின் சீரான தன்மையை பெரிதும் மேம்படுத்த முடியும்.

✔ வெப்ப சாய்வின் துல்லியமான கட்டுப்பாடு: வெப்பநிலை வேறுபாடுகளைக் குறைக்க வெவ்வேறு பகுதிகளை பிரிக்க ஹீட்டர்களின் மின் விநியோகத்தை சரிசெய்து வெப்பக் கவசங்களைப் பயன்படுத்துங்கள். ஏனெனில் வெப்ப சாய்வு படிக தடிமன் மற்றும் மேற்பரப்பு தரத்தில் நேரடி தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

2.3 படிக வளர்ச்சி செயல்முறைக்கான கண்காணிப்பு அமைப்பு

✔ வெப்பநிலை கண்காணிப்பு: பதங்கமாதல் மண்டலம் மற்றும் விதை மண்டலத்தின் நிகழ்நேர வெப்பநிலையை கண்காணிக்க ஃபைபர் பார்வை வெப்பநிலை சென்சார்களைப் பயன்படுத்தவும். தரவு பின்னூட்ட அமைப்பு தானாகவே வெப்ப சக்தியை சரிசெய்ய முடியும்.

✔ வளர்ச்சி வீத கண்காணிப்பு: படிக மேற்பரப்பின் வளர்ச்சி விகிதத்தை அளவிட லேசர் இன்டர்ஃபெரோமெட்ரியைப் பயன்படுத்தவும். செயல்முறையை மாறும் வகையில் மேம்படுத்துவதற்கு மாடலிங் வழிமுறைகளுடன் கண்காணிப்பு தரவை இணைக்கவும்.

3. சிலிக்கான் கார்பைடு படிக வளர்ச்சி உலை தொழில்நுட்ப சிக்கல்கள் என்ன?

சிலிக்கான் கார்பைடு படிக வளர்ச்சி உலை முக்கியமாக அதிக வெப்பநிலை பொருட்கள், வெப்பநிலை புலம் கட்டுப்பாடு, குறைபாடு அடக்குதல் மற்றும் அளவு விரிவாக்கம் ஆகியவற்றில் குவிந்துள்ளது.

3.1 உயர் வெப்பநிலை பொருட்களின் தேர்வு மற்றும் சவால்கள்

கிராஃபைட்மிக அதிக வெப்பநிலையில் எளிதில் ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகிறது, மற்றும்Sic பூச்சுஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்ப்பை மேம்படுத்த சேர்க்க வேண்டும். பூச்சின் தரம் உலையின் வாழ்க்கையை நேரடியாக பாதிக்கிறது.

வெப்ப உறுப்பு வாழ்க்கை மற்றும் வெப்பநிலை வரம்பு. அதிக வெப்பநிலை எதிர்ப்பு கம்பிகள் அதிக சோர்வு எதிர்ப்பைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். தூண்டல் வெப்பமூட்டும் உபகரணங்கள் சுருள் வெப்பச் சிதறல் வடிவமைப்பை மேம்படுத்த வேண்டும்.

3.2 வெப்பநிலை மற்றும் வெப்ப புலத்தின் துல்லியமான கட்டுப்பாடு

ஒரே மாதிரியான வெப்ப புலத்தின் செல்வாக்கு அடுக்குகள் மற்றும் இடப்பெயர்வுகள் அதிகரிப்புக்கு வழிவகுக்கும். முன்கூட்டியே சிக்கல்களைக் கண்டறிய உலை வெப்ப புலம் உருவகப்படுத்துதல் மாதிரி உகந்ததாக இருக்க வேண்டும்.

உயர் வெப்பநிலை கண்காணிப்பு கருவிகளின் நம்பகத்தன்மை. உயர் வெப்பநிலை சென்சார்கள் கதிர்வீச்சு மற்றும் வெப்ப அதிர்ச்சியை எதிர்க்க வேண்டும்.

3.3 படிக குறைபாடுகளின் கட்டுப்பாடு

அடுக்கி வைக்கும் தவறுகள், இடப்பெயர்வுகள் மற்றும் பாலிமார்பிக் கலப்பினங்கள் முக்கிய குறைபாடு வகைகள். வெப்ப புலம் மற்றும் வளிமண்டலத்தை மேம்படுத்துவது குறைபாடு அடர்த்தியைக் குறைக்க உதவுகிறது.

தூய்மையற்ற ஆதாரங்களின் கட்டுப்பாடு. அதிக தூய்மை பொருட்களின் பயன்பாடு மற்றும் உலை சீல் ஆகியவை தூய்மையற்ற அடக்குமுறைக்கு முக்கியமானவை.

3.4 பெரிய அளவிலான படிக வளர்ச்சியின் சவால்கள்

அளவு விரிவாக்கத்திற்கான வெப்ப புலம் சீரான தன்மையின் தேவைகள். படிக அளவு 4 அங்குலங்கள் முதல் 8 அங்குலங்கள் வரை விரிவாக்கப்படும்போது, ​​வெப்பநிலை புலம் சீரான வடிவமைப்பு முழுமையாக மேம்படுத்தப்பட வேண்டும்.

விரிசல் மற்றும் போரிடும் பிரச்சினைகளுக்கு தீர்வு. வெப்ப அழுத்த சாய்வைக் குறைப்பதன் மூலம் படிக சிதைவைக் குறைக்கவும்.

4. உயர்தர SIC படிகங்களை வளர்ப்பதற்கான மூலப்பொருட்கள் யாவை?

வெடெக் குறைக்கடத்தி ஒரு புதிய எஸ்.ஐ.சி ஒற்றை படிக மூலப்பொருளை உருவாக்கியுள்ளது -High purity சி.வி.டி எஸ்.ஐ.சி மூல பொருள். இந்த தயாரிப்பு உள்நாட்டு இடைவெளியை நிரப்புகிறது, மேலும் உலகளவில் முன்னணி மட்டத்தில் உள்ளது, மேலும் இது போட்டியில் நீண்டகால முன்னணி நிலையில் இருக்கும். பாரம்பரிய சிலிக்கான் கார்பைடு மூலப்பொருட்கள் உயர் தூய்மை சிலிக்கான் மற்றும் கிராஃபைட்டின் எதிர்வினையால் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன, அவை செலவு அதிகம், தூய்மை குறைவாகவும், சிறிய அளவிலும் உள்ளன.

வேடெக் செமிகண்டக்டரின் திரவப்படுத்தப்பட்ட படுக்கை தொழில்நுட்பம் வேதியியல் நீராவி படிவு மூலம் சிலிக்கான் கார்பைடு மூலப்பொருட்களை உருவாக்க மெத்தில்ட்ரிக்ளோரோசிலேன் பயன்படுத்துகிறது, மேலும் முக்கிய தயாரிப்பு ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் ஆகும். ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் காரத்துடன் நடுநிலையாக்குவதன் மூலம் உப்புகளை உருவாக்க முடியும், மேலும் சுற்றுச்சூழலுக்கு எந்த மாசுபாட்டையும் ஏற்படுத்தாது. 

அதே நேரத்தில், மெத்தில்ட்ரிக்ளோரோசிலேன் என்பது குறைந்த விலை மற்றும் பரந்த மூலங்களைக் கொண்ட பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் தொழில்துறை வாயு ஆகும், குறிப்பாக சீனா மெத்தில்ட்ரிக்ளோரோசிலேனின் முக்கிய உற்பத்தியாளராகும். எனவே, வெடெக் குறைக்கடத்தியின் உயர் தூய்மைசி.வி.டி எஸ்.ஐ.சி மூல பொருள்செலவு மற்றும் தரத்தின் அடிப்படையில் சர்வதேச முன்னணி போட்டித்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. உயர் தூய்மை சி.வி.டி எஸ்.ஐ.சி மூலப்பொருட்களின் தூய்மை 99.9995%ஐ விட அதிகமாக உள்ளது.

✔ பெரிய அளவு மற்றும் அதிக அடர்த்தி: சராசரி துகள் அளவு சுமார் 4-10 மிமீ, மற்றும் உள்நாட்டு அச்செசன் மூலப்பொருட்களின் துகள் அளவு <2.5 மிமீ ஆகும். அதே அளவிலான சிலுவை 1.5 கிலோவுக்கு மேல் மூலப்பொருட்களை வைத்திருக்க முடியும், இது பெரிய அளவிலான படிக வளர்ச்சிப் பொருட்களின் போதிய விநியோகத்தை தீர்ப்பதற்கு உகந்ததாகும், மூலப்பொருட்களின் கிராஃபிட்டேஷனைத் தணித்தல், கார்பன் மடக்குதல் மற்றும் படிக தரத்தை மேம்படுத்துதல்.

S குறைந்த Si/C விகிதம்: இது சுய-வெளியிடும் முறையின் அச்செசன் மூலப்பொருட்களை விட 1: 1 க்கு நெருக்கமாக உள்ளது, இது SI பகுதி அழுத்தத்தின் அதிகரிப்பால் தூண்டப்பட்ட குறைபாடுகளைக் குறைக்கும்.

வெளியீட்டு மதிப்பு: வளர்ந்த மூலப்பொருட்கள் இன்னும் முன்மாதிரியை பராமரிக்கின்றன, மறுகட்டமைப்பைக் குறைக்கின்றன, மூலப்பொருட்களின் கிராஃபிடிசேஷனைக் குறைக்கின்றன, கார்பன் மடக்குதல் குறைபாடுகளைக் குறைக்கின்றன, படிகங்களின் தரத்தை மேம்படுத்துகின்றன.

✔ அதிக தூய்மை: சி.வி.டி முறையால் உற்பத்தி செய்யப்படும் மூலப்பொருட்களின் தூய்மை சுய-வெளியிடும் முறையின் அச்செசன் மூலப்பொருட்களை விட அதிகமாக உள்ளது. கூடுதல் சுத்திகரிப்பு இல்லாமல் நைட்ரஜன் உள்ளடக்கம் 0.09 பிபிஎம் எட்டியுள்ளது. இந்த மூலப்பொருள் அரை இன்சுலேடிங் துறையில் முக்கிய பங்கு வகிக்க முடியும்.

குறைந்த செலவு: சீரான ஆவியாதல் விகிதம் செயல்முறை மற்றும் தயாரிப்பு தரக் கட்டுப்பாட்டை எளிதாக்குகிறது, அதே நேரத்தில் மூலப்பொருட்களின் பயன்பாட்டு விகிதத்தை மேம்படுத்துகிறது (பயன்பாட்டு வீதம்> 50%, 4.5 கிலோ மூலப்பொருட்கள் 3.5 கிலோ இங்காட்களை உற்பத்தி செய்கின்றன), செலவுகளைக் குறைக்கும்.

Human குறைந்த மனித பிழை விகிதம்: வேதியியல் நீராவி படிவு மனித செயல்பாட்டால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட அசுத்தங்களைத் தவிர்க்கிறது.