ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ (Ⅱ) ର ଗଠନ ଏବଂ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା |

ଚତୁର୍ଥ, ଶାରୀରିକ ବାଷ୍ପ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ପଦ୍ଧତି |

Theଶାରୀରିକ ବାଷ୍ପ ପରିବହନ (PVT)ପଦ୍ଧତି 1955 ରେ ଲେଲିଙ୍କ ଦ୍ ted ାରା ଉଦ୍ଭାବିତ ବାଷ୍ପ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ସବ୍ଲିମେସନ୍ ଟେକ୍ନୋଲୋଜିରୁ ଉତ୍ପନ୍ନ ହୋଇଥିଲା | SiC ପାଉଡରକୁ ଏକ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଟ୍ୟୁବରେ ରଖାଯାଇ SiC ପାଉଡରକୁ କ୍ଷୟ ଏବଂ ସବ୍ଲିମିଟ୍ କରିବା ପାଇଁ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ ଗରମ କରାଯାଏ, ଏବଂ ପରେ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଟ୍ୟୁବ୍ ଥଣ୍ଡା ହୋଇଯାଏ | SiC ପାଉଡରର କ୍ଷୟ ପରେ, ବାଷ୍ପ ଚରଣ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଟ୍ୟୁବ୍ ଚାରିପାଖରେ SiC ସ୍ଫଟିକରେ ଜମା ହୋଇ ସ୍ଫଟିକ୍ ହୋଇଯାଏ | ଯଦିଓ ଏହି ପଦ୍ଧତି ବୃହତ ଆକାରର SiC ଏକକ ସ୍ଫଟିକ୍ ପାଇବା କଷ୍ଟକର କରିଥାଏ, ଏବଂ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଟ୍ୟୁବରେ ଜମା ପ୍ରକ୍ରିୟା ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା କଷ୍ଟକର, ଏହା ପରବର୍ତ୍ତୀ ଅନୁସନ୍ଧାନକାରୀଙ୍କ ପାଇଁ ଧାରଣା ପ୍ରଦାନ କରେ |
Ym Terairov et al। Russia ଷରେ ଏହି ଆଧାରରେ ବିହନ ସ୍ଫଟିକଗୁଡିକର ଧାରଣା ପ୍ରବର୍ତ୍ତାଇଲା ଏବଂ ଅନିୟନ୍ତ୍ରିତ ସ୍ଫଟିକ୍ ଆକୃତି ଏବଂ SiC ସ୍ଫଟିକଗୁଡିକର ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟେସନ୍ ସ୍ଥିତିର ସମସ୍ୟାର ସମାଧାନ ହେଲା | ପରବର୍ତ୍ତୀ ଅନୁସନ୍ଧାନକାରୀମାନେ ଉନ୍ନତି ଜାରି ରଖିଥିଲେ ଏବଂ ଶେଷରେ ଶିଳ୍ପ ବ୍ୟବହାରରେ ଭ physical ତିକ ଗ୍ୟାସ ଚରଣ ପରିବହନ (PVT) ପଦ୍ଧତିକୁ ବିକଶିତ କଲେ |

ସର୍ବପ୍ରଥମ SiC ସ୍ଫଟିକ୍ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପଦ୍ଧତି ଭାବରେ, ଶାରୀରିକ ବାଷ୍ପ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ପଦ୍ଧତି ହେଉଛି SiC ସ୍ଫଟିକ୍ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ସବୁଠାରୁ ମୁଖ୍ୟ ସ୍ରୋତ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପଦ୍ଧତି | ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପଦ୍ଧତି ତୁଳନାରେ, ପଦ୍ଧତିର ଅଭିବୃଦ୍ଧି ଉପକରଣ, ଏକ ସରଳ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟା, ଦୃ strong ନିୟନ୍ତ୍ରଣତା, ପୁଙ୍ଖାନୁପୁଙ୍ଖ ବିକାଶ ଏବଂ ଅନୁସନ୍ଧାନ ପାଇଁ କମ୍ ଆବଶ୍ୟକତା ରହିଛି ଏବଂ ଶିଳ୍ପ ପ୍ରୟୋଗକୁ ହୃଦୟଙ୍ଗମ କରିଛି | ସାମ୍ପ୍ରତିକ ମୁଖ୍ୟ ସ୍ରୋତ PVT ପଦ୍ଧତି ଦ୍ grown ାରା ବ grown ିଥିବା ସ୍ଫଟିକର ଗଠନ ଚିତ୍ରରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି |

୧୦

ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ କ୍ରୁସିବଲ୍ ର ବାହ୍ୟ ତାପଜ ଇନସୁଲେସନ୍ ଅବସ୍ଥାକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରି ଅକ୍ଷୀୟ ଏବଂ ରେଡିଆଲ୍ ତାପମାତ୍ରା କ୍ଷେତ୍ରଗୁଡିକ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରାଯାଇପାରିବ | SiC ପାଉଡରକୁ ଅଧିକ ତାପମାତ୍ରା ସହିତ କ୍ରୁସିବଲ୍ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ତଳେ ରଖାଯାଇଥାଏ, ଏବଂ SiC ବିହନ ସ୍ଫଟିକ୍ ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରାରେ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଉପରେ ସ୍ଥିର କରାଯାଇଥାଏ | ପାଉଡର ଏବଂ ମଞ୍ଜି ମଧ୍ୟରେ ଦୂରତା ସାଧାରଣତ ten ଦଶ ମିଲିମିଟର ଭାବରେ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ହୁଏ ଯାହା ବ growing ୁଥିବା ଏକକ ସ୍ଫଟିକ ଏବଂ ପାଉଡର ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କକୁ ଏଡାଇବା ପାଇଁ | ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରେଡିଏଣ୍ଟ ସାଧାରଣତ 15 15-35 ℃ / ସେମି ପରିସର ମଧ୍ୟରେ ଥାଏ | କନଭେକସନ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ 50-5000 ପା ର ଏକ ନିଷ୍କ୍ରିୟ ଗ୍ୟାସ୍ ଚୁଲିରେ ରଖାଯାଏ | ଏହି ଉପାୟରେ, ସିସି ପାଉଡର ଇନଡକ୍ସନ୍ ଗରମ ଦ୍ୱାରା 2000-2500 to ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଗରମ ହେବା ପରେ, ସିସି ପାଉଡର ସି, ସି 2 ସି, ସିସି 2 ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ବାଷ୍ପ ଉପାଦାନରେ ସବ୍ଲିମିଟ୍ ହୋଇ ବିସ୍ଫୋରଣ ହେବ ଏବଂ ଗ୍ୟାସ କନଭେକ୍ସନ୍ ସହିତ ମ seed ୍ଜି ଶେଷକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହେବ | ଏକକ ସ୍ଫଟିକ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାସଲ କରିବାକୁ ସିସି ସ୍ଫଟିକ ବିହନ ସ୍ଫଟିକରେ ସ୍ଫଟିକ ହୋଇଛି | ଏହାର ସାଧାରଣ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାର ହେଉଛି 0.1-2 ମିମି / ଘଣ୍ଟା |

PVT ପ୍ରକ୍ରିୟା ଅଭିବୃଦ୍ଧି ତାପମାତ୍ରା, ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରେଡିଏଣ୍ଟ୍, ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପୃଷ୍ଠ, ପଦାର୍ଥ ପୃଷ୍ଠ ବ୍ୟବଧାନ ଏବଂ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ଚାପ ଉପରେ ଧ୍ୟାନ ଦେଇଥାଏ, ଏହାର ସୁବିଧା ହେଉଛି ଏହାର ପ୍ରକ୍ରିୟା ଅପେକ୍ଷାକୃତ ପରିପକ୍ୱ, କଞ୍ଚାମାଲ ଉତ୍ପାଦନ ସହଜ, ମୂଲ୍ୟ କମ୍, କିନ୍ତୁ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟା | PVT ପଦ୍ଧତିର ପାଳନ କରିବା କଷ୍ଟକର, ସ୍ଫଟିକ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାର 0.2-0.4 ମିମି / ଘଣ୍ଟା, ବଡ଼ ମୋଟା (> 50 ମିମି) ସହିତ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି କରିବା କଷ୍ଟକର | ଦୀର୍ଘ ଦଶନ୍ଧି ଧରି ନିରନ୍ତର ପ୍ରୟାସ ପରେ, PVT ପଦ୍ଧତି ଦ୍ grown ାରା ବ grown ିଥିବା SiC ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ୱାଫର୍ ପାଇଁ ବର୍ତ୍ତମାନର ବଜାର ବହୁତ ବଡ ହୋଇଛି, ଏବଂ ସିସି ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ୱାଫରର ବାର୍ଷିକ ଉତ୍ପାଦନ ଶହ ଶହ ହଜାର ୱାଫର୍ରେ ପହଞ୍ଚିପାରେ ଏବଂ ଏହାର ଆକାର ଧୀରେ ଧୀରେ 4 ଇଞ୍ଚରୁ 6 ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହେଉଛି | ଇଞ୍ଚ, ଏବଂ 8 ଇଞ୍ଚ SiC ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ନମୁନା ବିକଶିତ କରିଛି |

 

ପଞ୍ଚମ, ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା ​​ପ୍ରଣାଳୀ |

 

ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା ​​(CVD) ଉପରେ ଆଧାର କରି ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା ​​(HTCVD) ହେଉଛି ଏକ ଉନ୍ନତ ପଦ୍ଧତି | ଏହି ପଦ୍ଧତି ପ୍ରଥମେ 1995 ରେ କରଡିନା ଏଟ୍ ଆଲ୍।, ଲିଙ୍କୋପିଂ ୟୁନିଭରସିଟି, ସ୍ୱିଡେନ ଦ୍ୱାରା ପ୍ରସ୍ତାବିତ ହୋଇଥିଲା |
ଅଭିବୃଦ୍ଧି ସଂରଚନା ଚିତ୍ରକୁ ଚିତ୍ରରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି:

11

ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ କ୍ରୁସିବଲ୍ ର ବାହ୍ୟ ତାପଜ ଇନସୁଲେସନ୍ ଅବସ୍ଥାକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରି ଅକ୍ଷୀୟ ଏବଂ ରେଡିଆଲ୍ ତାପମାତ୍ରା କ୍ଷେତ୍ରଗୁଡିକ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରାଯାଇପାରିବ | SiC ପାଉଡରକୁ ଅଧିକ ତାପମାତ୍ରା ସହିତ କ୍ରୁସିବଲ୍ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ତଳେ ରଖାଯାଇଥାଏ, ଏବଂ SiC ବିହନ ସ୍ଫଟିକ୍ ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରାରେ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଉପରେ ସ୍ଥିର କରାଯାଇଥାଏ | ପାଉଡର ଏବଂ ମଞ୍ଜି ମଧ୍ୟରେ ଦୂରତା ସାଧାରଣତ ten ଦଶ ମିଲିମିଟର ଭାବରେ ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ହୁଏ ଯାହା ବ growing ୁଥିବା ଏକକ ସ୍ଫଟିକ ଏବଂ ପାଉଡର ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କକୁ ଏଡାଇବା ପାଇଁ | ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରେଡିଏଣ୍ଟ ସାଧାରଣତ 15 15-35 ℃ / ସେମି ପରିସର ମଧ୍ୟରେ ଥାଏ | କନଭେକସନ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ 50-5000 ପା ର ଏକ ନିଷ୍କ୍ରିୟ ଗ୍ୟାସ୍ ଚୁଲିରେ ରଖାଯାଏ | ଏହି ଉପାୟରେ, ସିସି ପାଉଡର ଇନଡକ୍ସନ୍ ଗରମ ଦ୍ୱାରା 2000-2500 to ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଗରମ ହେବା ପରେ, ସିସି ପାଉଡର ସି, ସି 2 ସି, ସିସି 2 ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ବାଷ୍ପ ଉପାଦାନରେ ସବ୍ଲିମିଟ୍ ହୋଇ ବିସ୍ଫୋରଣ ହେବ ଏବଂ ଗ୍ୟାସ କନଭେକ୍ସନ୍ ସହିତ ମ seed ୍ଜି ଶେଷକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହେବ | ଏକକ ସ୍ଫଟିକ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାସଲ କରିବାକୁ ସିସି ସ୍ଫଟିକ ବିହନ ସ୍ଫଟିକରେ ସ୍ଫଟିକ ହୋଇଛି | ଏହାର ସାଧାରଣ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାର ହେଉଛି 0.1-2 ମିମି / ଘଣ୍ଟା |

PVT ପ୍ରକ୍ରିୟା ଅଭିବୃଦ୍ଧି ତାପମାତ୍ରା, ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରେଡିଏଣ୍ଟ୍, ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପୃଷ୍ଠ, ପଦାର୍ଥ ପୃଷ୍ଠ ବ୍ୟବଧାନ ଏବଂ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ଚାପ ଉପରେ ଧ୍ୟାନ ଦେଇଥାଏ, ଏହାର ସୁବିଧା ହେଉଛି ଏହାର ପ୍ରକ୍ରିୟା ଅପେକ୍ଷାକୃତ ପରିପକ୍ୱ, କଞ୍ଚାମାଲ ଉତ୍ପାଦନ ସହଜ, ମୂଲ୍ୟ କମ୍, କିନ୍ତୁ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟା | PVT ପଦ୍ଧତିର ପାଳନ କରିବା କଷ୍ଟକର, ସ୍ଫଟିକ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାର 0.2-0.4 ମିମି / ଘଣ୍ଟା, ବଡ଼ ମୋଟା (> 50 ମିମି) ସହିତ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି କରିବା କଷ୍ଟକର | ଦୀର୍ଘ ଦଶନ୍ଧି ଧରି ନିରନ୍ତର ପ୍ରୟାସ ପରେ, PVT ପଦ୍ଧତି ଦ୍ grown ାରା ବ grown ିଥିବା SiC ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ୱାଫର୍ ପାଇଁ ବର୍ତ୍ତମାନର ବଜାର ବହୁତ ବଡ ହୋଇଛି, ଏବଂ ସିସି ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ୱାଫରର ବାର୍ଷିକ ଉତ୍ପାଦନ ଶହ ଶହ ହଜାର ୱାଫର୍ରେ ପହଞ୍ଚିପାରେ ଏବଂ ଏହାର ଆକାର ଧୀରେ ଧୀରେ 4 ଇଞ୍ଚରୁ 6 ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପରିବର୍ତ୍ତନ ହେଉଛି | ଇଞ୍ଚ, ଏବଂ 8 ଇଞ୍ଚ SiC ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ନମୁନା ବିକଶିତ କରିଛି |

 

12

ଯେତେବେଳେ ତରଳ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା SiC ସ୍ଫଟିକ୍ ବ grown ଼େ, ସହାୟକ ସମାଧାନ ଭିତରେ ତାପମାତ୍ରା ଏବଂ ସଂକଳନ ବଣ୍ଟନ ଚିତ୍ରରେ ଦେଖାଯାଏ:

13

ଏହା ଦେଖାଯାଇପାରେ ଯେ ସହାୟକ ସମାଧାନରେ ଥିବା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ କାନ୍ଥ ନିକଟରେ ତାପମାତ୍ରା ଅଧିକ ଥିବାବେଳେ ବିହନ ସ୍ଫଟିକରେ ତାପମାତ୍ରା କମ୍ ଅଟେ | ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟା ସମୟରେ, ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ କ୍ରୁସିବଲ୍ ସ୍ଫଟିକ୍ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ଏକ C ଉତ୍ସ ପ୍ରଦାନ କରିଥାଏ | କ୍ରୁସିବଲ୍ କାନ୍ଥରେ ତାପମାତ୍ରା ଅଧିକ ଥିବାରୁ C ର ଦ୍ରବଣୀୟତା ବୃହତ ଅଟେ, ଏବଂ ବିସର୍ଜନ ହାର ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ, ବହୁ ପରିମାଣର C କ୍ରୁସିବଲ୍ କାନ୍ଥରେ ଦ୍ରବଣ ହୋଇ C ର ପରିପୃଷ୍ଟ ସମାଧାନ ସୃଷ୍ଟି କରେ | ଏହି ସମାଧାନଗୁଡିକ ବହୁ ପରିମାଣରେ | C ଦ୍ରବୀଭୂତ ସହାୟକ ସମାଧାନ ମଧ୍ୟରେ କନଭେକସନ ଦ୍ୱାରା ବିହନ ସ୍ଫଟିକର ନିମ୍ନ ଭାଗକୁ ପରିବହନ କରାଯିବ | ମଞ୍ଜି ସ୍ଫଟିକ୍ ଶେଷର ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା ହେତୁ, ସଂପୃକ୍ତ C ର ଦ୍ରବଣୀୟତା ଅନୁରୂପ ଭାବରେ ହ୍ରାସ ହୁଏ, ଏବଂ ଏହି ଅବସ୍ଥାରେ ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା ଶେଷକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହେବା ପରେ ମୂଳ C- ସନ୍ତୁଳିତ ସମାଧାନ C ର ଏକ ସୁପରସାଟୁରେଟେଡ୍ ସମାଧାନ ହୋଇଯାଏ | ସହାୟକ ଦ୍ରବଣରେ Si ସହିତ ମିଳିତ ସୁପରସାଟୁରେଟେଡ୍ ସି ବିହନ ସ୍ଫଟିକରେ SiC ସ୍ଫଟିକ୍ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ବ grow ାଇପାରେ | ଯେତେବେଳେ C ର ଛିଦ୍ର ହୋଇଥିବା ଅଂଶ ନିର୍ଗତ ହୁଏ, ସମାଧାନ କନଭେକ୍ସନ୍ ସହିତ କ୍ରୁସିବଲ୍ କାନ୍ଥର ଉଚ୍ଚ-ତାପମାତ୍ରା ଶେଷକୁ ଫେରିଯାଏ ଏବଂ ପୁନର୍ବାର ଏକ ଦ୍ରବଣୀୟ ସମାଧାନ ସୃଷ୍ଟି କରେ |

ସମଗ୍ର ପ୍ରକ୍ରିୟା ପୁନରାବୃତ୍ତି ହୁଏ, ଏବଂ SiC ସ୍ଫଟିକ୍ ବ ows େ | ତରଳ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ, ସମାଧାନରେ C ର ବିଲୋପ ଏବଂ ବୃଷ୍ଟିପାତ ଅଭିବୃଦ୍ଧିର ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ସୂଚକାଙ୍କ | ସ୍ଥିର ସ୍ଫଟିକ ଅଭିବୃଦ୍ଧିକୁ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବା ପାଇଁ, ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ କାନ୍ଥରେ C ର ବିଲୋପ ଏବଂ ବିହନ ଶେଷରେ ବୃଷ୍ଟି ମଧ୍ୟରେ ସନ୍ତୁଳନ ବଜାୟ ରଖିବା ଆବଶ୍ୟକ | ଯଦି C ର ବିସର୍ଜନ C ର ବୃଷ୍ଟିଠାରୁ ଅଧିକ, ତେବେ ସ୍ଫଟିକରେ ଥିବା C ଧୀରେ ଧୀରେ ସମୃଦ୍ଧ ହୁଏ ଏବଂ SiC ର ସ୍ ont ତ aneous ସ୍ପୃତ ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟେସନ୍ ଘଟିବ | ଯଦି C ର ବିସର୍ଜନ C ର ବର୍ଷା ଠାରୁ କମ୍, ସଲ୍ୟୁଟ୍ ଅଭାବ ହେତୁ ସ୍ଫଟିକ୍ ଅଭିବୃଦ୍ଧି କରିବା କଷ୍ଟକର ହେବ |
ଏକାସାଙ୍ଗରେ, କନଭେକସନ ଦ୍ୱାରା C ର ପରିବହନ ମଧ୍ୟ ବୃଦ୍ଧି ସମୟରେ C ର ଯୋଗାଣ ଉପରେ ପ୍ରଭାବ ପକାଇଥାଏ | ପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ପରିମାଣର ସ୍ଫଟିକ୍ ଗୁଣ ଏବଂ ପର୍ଯ୍ୟାପ୍ତ ଘନତା ସହିତ SiC ସ୍ଫଟିକ୍ ବ grow ାଇବାକୁ, ଉପରୋକ୍ତ ତିନୋଟି ଉପାଦାନର ସନ୍ତୁଳନ ନିଶ୍ଚିତ କରିବା ଆବଶ୍ୟକ, ଯାହା SiC ତରଳ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଅଭିବୃଦ୍ଧିର ଅସୁବିଧାକୁ ବହୁଗୁଣିତ କରିଥାଏ | ତଥାପି, ଧୀରେ ଧୀରେ ଉନ୍ନତି ଏବଂ ଆନୁଷଙ୍ଗିକ ତତ୍ତ୍ and ଏବଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ଉନ୍ନତି ସହିତ, SiC ସ୍ଫଟିକଗୁଡିକର ତରଳ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଅଭିବୃଦ୍ଧିର ସୁବିଧା ଧୀରେ ଧୀରେ ଦେଖାଯିବ |
ବର୍ତ୍ତମାନ ଜାପାନରେ 2-ଇଞ୍ଚ୍ ସିସି ସ୍ଫଟିକଗୁଡିକର ତରଳ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ହାସଲ ହୋଇପାରିବ ଏବଂ 4-ଇଞ୍ଚ ସ୍ଫଟିକଗୁଡିକର ତରଳ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ମଧ୍ୟ ବିକାଶ କରାଯାଉଛି | ବର୍ତ୍ତମାନ, ସମ୍ପୃକ୍ତ ଘରୋଇ ଅନୁସନ୍ଧାନ ଭଲ ଫଳାଫଳ ଦେଖି ନାହିଁ, ଏବଂ ସମ୍ପୃକ୍ତ ଅନୁସନ୍ଧାନ କାର୍ଯ୍ୟକୁ ଅନୁସରଣ କରିବା ଆବଶ୍ୟକ |

 

ସିସି ସ୍ଫଟିକଗୁଡିକର ସପ୍ତମ, ଶାରୀରିକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣ |

 

(1) ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣ: SiC ସ୍ଫଟିକଗୁଡିକରେ ଅତ୍ୟଧିକ କଠିନତା ଏବଂ ଭଲ ପରିଧାନ ପ୍ରତିରୋଧକତା ଅଛି | ଏହାର ମୋହର କଠିନତା 9.2 ରୁ 9.3 ମଧ୍ୟରେ ଏବଂ ଏହାର କ୍ରିଟ୍ କଠିନତା 2900 ରୁ 3100Kg / mm2 ମଧ୍ୟରେ ଅଛି, ଯାହା ଆବିଷ୍କୃତ ସାମଗ୍ରୀ ମଧ୍ୟରେ ହୀରା ସ୍ଫଟିକଠାରୁ ଦ୍ୱିତୀୟରେ | SiC ର ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣ ଯୋଗୁଁ, ପାଉଡର SiC କଟିଙ୍ଗ କିମ୍ବା ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ଇଣ୍ଡଷ୍ଟ୍ରିରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ, ବାର୍ଷିକ ଚାହିଦା ଲକ୍ଷ ଲକ୍ଷ ଟନ୍ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ | କେତେକ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷେତ୍ରରେ ପୋଷାକ-ପ୍ରତିରୋଧକ ଆବରଣ ମଧ୍ୟ ସିସି ଆବରଣ ବ୍ୟବହାର କରିବ, ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, କେତେକ ଯୁଦ୍ଧ ଜାହାଜରେ ପୋଷାକ-ପ୍ରତିରୋଧକ ଆବରଣ SiC ଆବରଣକୁ ନେଇ ଗଠିତ |

(୨) ତାପଜ ଗୁଣ: SiC ର ଥର୍ମାଲ୍ କଣ୍ଡକ୍ଟିଭିଟି 3-5 W / cm · K ରେ ପହଞ୍ଚିପାରେ, ଯାହା ପାରମ୍ପାରିକ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ସି ଠାରୁ 3 ଗୁଣ ଏବଂ GaA ର 8 ଗୁଣ | SiC ଦ୍ prepared ାରା ପ୍ରସ୍ତୁତ ଉପକରଣର ଉତ୍ତାପ ଉତ୍ପାଦନ ଶୀଘ୍ର ଚାଲିଯାଇପାରିବ, ତେଣୁ SiC ଉପକରଣର ଉତ୍ତାପ ବିସ୍ତାର ଅବସ୍ଥାର ଆବଶ୍ୟକତା ଅପେକ୍ଷାକୃତ ଖାଲି, ଏବଂ ଏହା ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି ଉପକରଣ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପାଇଁ ଅଧିକ ଉପଯୁକ୍ତ | SiC ର ସ୍ଥିର ଥର୍ମୋଡାଇନାମିକ୍ ଗୁଣ ଅଛି | ସାଧାରଣ ଚାପ ଅବସ୍ଥାରେ, SiC ସିଧାସଳଖ ଉଚ୍ଚରେ Si ଏବଂ C ଧାରଣ କରିଥିବା ବାଷ୍ପରେ କ୍ଷୟ ହୋଇଯିବ |

()) ରାସାୟନିକ ଗୁଣ: SiC ର ସ୍ଥିର ରାସାୟନିକ ଗୁଣ, ଭଲ କ୍ଷୟ ପ୍ରତିରୋଧ, ଏବଂ କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରାରେ କ known ଣସି ଜଣାଶୁଣା ଏସିଡ୍ ସହିତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରେ ନାହିଁ | ଦୀର୍ଘ ସମୟ ଧରି ବାୟୁରେ ରଖାଯାଇଥିବା SiC ଧୀରେ ଧୀରେ ଘନ SiO2 ର ଏକ ପତଳା ସ୍ତର ସୃଷ୍ଟି କରିବ, ଯାହାକି ଅଧିକ ଅକ୍ସିଡେସନ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକୁ ରୋକିବ | ଯେତେବେଳେ ତାପମାତ୍ରା 1700 than ରୁ ଅଧିକ ବ, େ, SiO2 ପତଳା ସ୍ତର ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ତରଳିଯାଏ ଏବଂ ଅକ୍ସିଡାଇଜ୍ ହୁଏ | SiC ତରଳ ଅକ୍ସିଡାଣ୍ଟ କିମ୍ବା ବେସ୍ ସହିତ ଏକ ଧୀର ଅକ୍ସିଡେସନ୍ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଦେଇପାରେ, ଏବଂ SiC ସ୍ଫଟିକରେ ସ୍ଥାନାନ୍ତରକୁ ବର୍ଣ୍ଣିତ କରିବା ପାଇଁ SiC ୱାଫର୍ ସାଧାରଣତ mol ତରଳ KOH ଏବଂ Na2O2 ରେ କ୍ଷୟ ହୋଇଥାଏ |

) SiC ରେ ନିର୍ମିତ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକରେ ଛୋଟ ଲିକେଜ୍ ସ୍ରୋତ ଏବଂ ବୃହତ ବ୍ରେକଡାଉନ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ଫିଲ୍ଡ ଅଛି, ତେଣୁ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଉପକରଣ ପାଇଁ SiC ଏକ ଆଦର୍ଶ ପଦାର୍ଥ ଭାବରେ ବିବେଚନା କରାଯାଏ | SiC ର ସାଚୁରେଟେଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଗତିଶୀଳତା ମଧ୍ୟ Si ତୁଳନାରେ 2 ଗୁଣ ଅଧିକ, ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଉପକରଣ ପ୍ରସ୍ତୁତିରେ ଏହାର ସ୍ପଷ୍ଟ ସୁବିଧା ମଧ୍ୟ ଅଛି | ସ୍ଫଟିକରେ ଥିବା ଅପରିଷ୍କାର ପରମାଣୁକୁ ଡୋପ୍ କରି ପି-ଟାଇପ୍ ସିସି ସ୍ଫଟିକ୍ କିମ୍ବା N- ପ୍ରକାର SiC ସ୍ଫଟିକ୍ ମିଳିପାରିବ | ବର୍ତ୍ତମାନ, P- ପ୍ରକାର SiC ସ୍ଫଟିକଗୁଡିକ ମୁଖ୍ୟତ Al ଅଲ୍, ବି, ବି, ଓ, ଗା, ସ୍କ୍ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପରମାଣୁ ଦ୍ op ାରା ଡୋପ୍ ହୋଇଛି ଏବଂ N- ପ୍ରକାର ସିକ୍ ସ୍ଫଟିକଗୁଡିକ ମୁଖ୍ୟତ N N ପରମାଣୁ ଦ୍ୱାରା ଡୋପ୍ ହୋଇଛି | ଡୋପିଂ ଏକାଗ୍ରତା ଏବଂ ପ୍ରକାରର ପାର୍ଥକ୍ୟ SiC ର ଭ physical ତିକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣ ଉପରେ ବହୁତ ପ୍ରଭାବ ପକାଇବ | ଏଥି ସହିତ, ମାଗଣା ବାହକକୁ V ପରି ଗଭୀର ସ୍ତରର ଡୋପିଂ ଦ୍ୱାରା ନଖ ଦିଆଯାଇପାରିବ, ପ୍ରତିରୋଧକତା ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇପାରିବ ଏବଂ ସେମି-ଇନସୁଲେଟିଂ ସିସି ସ୍ଫଟିକ ମିଳିପାରିବ |

(5) ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଗୁଣ: ଅପେକ୍ଷାକୃତ ପ୍ରଶସ୍ତ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଫାଙ୍କା ହେତୁ, ଅନାବୃତ SiC ସ୍ଫଟିକ୍ ରଙ୍ଗହୀନ ଏବଂ ସ୍ୱଚ୍ଛ | ଡୋପଡ୍ SiC ସ୍ଫଟିକଗୁଡିକ ସେମାନଙ୍କର ଭିନ୍ନ ଗୁଣ ହେତୁ ବିଭିନ୍ନ ରଙ୍ଗ ଦେଖାଏ, ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, N ଡୋପିଂ ପରେ 6H-SiC ସବୁଜ; 4H-SiC ବାଦାମୀ ଅଟେ | 15R-SiC ହଳଦିଆ | ଅଲ୍ ସହିତ ଡୋପ୍ ହୋଇଛି, 4H-SiC ନୀଳ ଦେଖାଯାଏ | ରଙ୍ଗର ପାର୍ଥକ୍ୟକୁ ଦେଖି SiC ସ୍ଫଟିକ୍ ପ୍ରକାରକୁ ପୃଥକ କରିବା ଏହା ଏକ ଅନ୍ତର୍ନିହିତ ପଦ୍ଧତି | ବିଗତ 20 ବର୍ଷ ମଧ୍ୟରେ ସିସି ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ କ୍ଷେତ୍ର ଉପରେ ନିରନ୍ତର ଅନୁସନ୍ଧାନ ସହିତ, ପ୍ରଯୁଜ୍ୟ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାରେ ବଡ଼ ସଫଳତା ହାସଲ କରାଯାଇଛି |

 

ଅଷ୍ଟମ, SiC ବିକାଶ ସ୍ଥିତିର ପରିଚୟ |

ବର୍ତ୍ତମାନ, ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ୱାଫର୍ ଠାରୁ, ସିସି ଶିଳ୍ପ ଅଧିକରୁ ଅଧିକ ସିଦ୍ଧ ହୋଇପାରିଛି,ଏବଂepitaxialୱାଫର୍ଉପକରଣ ଉତ୍ପାଦନ, ଏବଂ ପ୍ୟାକେଜିଂ ପାଇଁ, ସମଗ୍ର ଶିଳ୍ପ ଶୃଙ୍ଖଳା ପରିପକ୍ୱ ହୋଇଛି, ଏବଂ ଏହା ବଜାରକୁ SiC ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ଉତ୍ପାଦ ଯୋଗାଇପାରେ |

ସିସି ସ୍ଫଟିକ୍ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ଶିଳ୍ପରେ କ୍ରି ଏକ ଅଗ୍ରଣୀ ଅଟେ ଯାହା ଉଭୟ ସିସି ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ୱାଫର୍ ର ଆକାର ଏବଂ ଗୁଣରେ ଏକ ଅଗ୍ରଣୀ ସ୍ଥାନ ଅଟେ | କ୍ରି ବର୍ତ୍ତମାନ ପ୍ରତିବର୍ଷ 300,000 SiC ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଚିପ୍ସ ଉତ୍ପାଦନ କରେ, ଯାହା ବିଶ୍ global ର ପଠାଣର 80% ରୁ ଅଧିକ ଅଟେ |

ସେପ୍ଟେମ୍ବର 2019 ରେ, କ୍ରି ଘୋଷଣା କରିଛି ଯେ ଏହା ଆମେରିକାର ନ୍ୟୁୟର୍କ ଷ୍ଟେଟରେ ଏକ ନୂତନ ସୁବିଧା ନିର୍ମାଣ କରିବ, ଯାହା 200 ମିଲିମିଟର ବ୍ୟାସ ଶକ୍ତି ଏବଂ ଆରଏଫ୍ ସିସି ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ୱାଫର୍ ବ grow ାଇବା ପାଇଁ ସବୁଠାରୁ ଉନ୍ନତ ଜ୍ଞାନକ technology ଶଳ ବ୍ୟବହାର କରିବ, ଏହାର 200 ମିମି ସିସି ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଅଛି ବୋଲି ସୂଚାଇଥାଏ | ଅଧିକ ପରିପକ୍ୱ ହୁଅ |

ବର୍ତ୍ତମାନ, ବଜାରରେ SiC ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଚିପ୍ସର ମୁଖ୍ୟ ସ୍ରୋତ ଉତ୍ପାଦଗୁଡ଼ିକ ମୁଖ୍ୟତ 4 4H-SiC ଏବଂ 6H-SiC କଣ୍ଡକ୍ଟିଭ୍ ଏବଂ 2-6 ଇଞ୍ଚର ସେମି-ଇନସୁଲେଟେଡ୍ ପ୍ରକାର |
ଅକ୍ଟୋବର 2015 ରେ, କ୍ରି ପ୍ରଥମେ N- ପ୍ରକାର ଏବଂ ଏଲଇଡି ପାଇଁ 200 ମିଲିମିଟର ସିସି ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ୱାଫର୍ ଲଞ୍ଚ କରିଥିଲା, ଯାହା ବଜାରରେ 8 ଇଞ୍ଚ୍ ସିସି ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ୱାଫର୍ ଆରମ୍ଭ କରିଥିଲା ​​|
2016 ରେ, ରୋମ୍ ଭେଣ୍ଟୁରୀ ଦଳକୁ ପ୍ରାୟୋଜକ କରିବା ଆରମ୍ଭ କରିଥିଲେ ଏବଂ ପାରମ୍ପାରିକ 200 କିଲୋୱାଟ ଇନଭର୍ଟରରେ IGBT + Si FRD ସମାଧାନକୁ ବଦଳାଇବା ପାଇଁ କାରରେ IGBT + SiC SBD ମିଶ୍ରଣକୁ ପ୍ରଥମେ ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ | ଉନ୍ନତି ପରେ, ସମାନ ଶକ୍ତି ବଜାୟ ରଖିବାବେଳେ ଇନଭର୍ଟରର ଓଜନ 2 କିଲୋଗ୍ରାମ ଏବଂ ଆକାର 19% କମିଯାଏ |

2017 ରେ, SiC MOS + SiC SBD ର ଅଧିକ ଗ୍ରହଣ ପରେ, କେବଳ ଓଜନ 6 କିଲୋଗ୍ରାମ ନୁହେଁ, ଆକାର 43% ହ୍ରାସ ପାଇଲା ଏବଂ ଇନଭର୍ଟର ଶକ୍ତି ମଧ୍ୟ 200 କିଲୋୱାଟରୁ 220 କିଲୋୱାଟକୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଲା |
2018 ରେ ଟେସଲା ଏହାର ମଡେଲ୍ products ଉତ୍ପାଦଗୁଡିକର ମୁଖ୍ୟ ଡ୍ରାଇଭ୍ ଇନଭର୍ଟରରେ SIC- ଆଧାରିତ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକୁ ଗ୍ରହଣ କରିବା ପରେ, ପ୍ରଦର୍ଶନ ପ୍ରଭାବ ଶୀଘ୍ର ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇଥିଲା, ଯାହା ଶୀଘ୍ର xEV ଅଟୋମୋବାଇଲ୍ ବଜାରକୁ SiC ବଜାର ପାଇଁ ଉତ୍ସାହର କାରଣ କରିଥିଲା ​​| SiC ର ସଫଳ ପ୍ରୟୋଗ ସହିତ ଏହାର ଆନୁସଙ୍ଗିକ ବଜାର ଉତ୍ପାଦନ ମୂଲ୍ୟ ମଧ୍ୟ ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି |

15

ନବମ, ସିଦ୍ଧାନ୍ତ:

SiC ସମ୍ବନ୍ଧୀୟ ଶିଳ୍ପ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାର କ୍ରମାଗତ ଉନ୍ନତି ସହିତ ଏହାର ଅମଳ ଏବଂ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତା ଆହୁରି ଉନ୍ନତ ହେବ, SiC ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକର ମୂଲ୍ୟ ମଧ୍ୟ ହ୍ରାସ ପାଇବ ଏବଂ SiC ର ବଜାର ପ୍ରତିଯୋଗିତା ଅଧିକ ସ୍ପଷ୍ଟ ହେବ | ଭବିଷ୍ୟତରେ, ଅଟୋମୋବାଇଲ୍, ଯୋଗାଯୋଗ, ପାୱାର୍ ଗ୍ରୀଡ୍ ଏବଂ ପରିବହନ ପରି ବିଭିନ୍ନ କ୍ଷେତ୍ରରେ SiC ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକ ଅଧିକ ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହେବ ଏବଂ ଉତ୍ପାଦ ବଜାର ବ୍ୟାପକ ହେବ ଏବଂ ବଜାର ଆକାର ଆହୁରି ବିସ୍ତାର ହେବ, ଯାହା ଜାତୀୟ ପାଇଁ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ସମର୍ଥନ ହେବ | ଅର୍ଥନୀତି


ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଜାନ -25-2024 |