ଉଚ୍ଚମାନର ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ଫଟିକ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପାଇଁ ପ୍ରମୁଖ ବିବେଚନା

ସିଲିକନ୍ ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ଫଟିକ ପ୍ରସ୍ତୁତିର ମୁଖ୍ୟ ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ: ଭୌତିକ ବାଷ୍ପ ପରିବହନ (PVT), ଉପର-ବୀଜଯୁକ୍ତ ସମାଧାନ ବୃଦ୍ଧି (TSSG), ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା (HT-CVD)। ଏଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ, PVT ପଦ୍ଧତି ଏହାର ସରଳ ଉପକରଣ, ନିୟନ୍ତ୍ରଣର ସହଜତା ଏବଂ କମ ଉପକରଣ ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଖର୍ଚ୍ଚ ଯୋଗୁଁ ଶିଳ୍ପ ଉତ୍ପାଦନରେ ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ଗ୍ରହଣ କରାଯାଏ।

ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ସ୍ଫଟିକର PVT ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ପ୍ରମୁଖ ବୈଷୟିକ ବିନ୍ଦୁଗୁଡ଼ିକ

ଭୌତିକ ବାଷ୍ପ ପରିବହନ (PVT) ପଦ୍ଧତି ବ୍ୟବହାର କରି ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ସମୟରେ, ନିମ୍ନଲିଖିତ ବୈଷୟିକ ଦିଗଗୁଡ଼ିକ ବିଚାର କରାଯିବା ଉଚିତ:

1. ବୃଦ୍ଧି ଚାମ୍ବରରେ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସାମଗ୍ରୀର ଶୁଦ୍ଧତା: ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକରେ ଅଶୁଦ୍ଧତା ପରିମାଣ 5×10⁻⁶ ତଳେ ରହିବା ଉଚିତ, ଯେତେବେଳେ ଇନସୁଲେସନ ଫେଲ୍‌ରେ ଅଶୁଦ୍ଧତା ପରିମାଣ 10×10⁻⁶ ତଳେ ରହିବା ଉଚିତ। B ଏବଂ Al ଭଳି ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକୁ 0.1×10⁻⁶ ତଳେ ରଖିବା ଉଚିତ।
2. ସଠିକ୍ ବିହନ ସ୍ଫଟିକ ଧ୍ରୁବତା ଚୟନ: ଅଭିଜ୍ଞ ଅଧ୍ୟୟନରୁ ଜଣାପଡିଛି ଯେ C (0001) ମୁହଁ 4H-SiC ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ, ଯେତେବେଳେ Si (0001) ମୁହଁ 6H-SiC ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।
3. ଅଫ୍-ଆକ୍ସିସ୍ ବୀଜ ସ୍ଫଟିକର ବ୍ୟବହାର: ଅଫ୍-ଆକ୍ସିସ୍ ବୀଜ ସ୍ଫଟିକ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧିର ସମସାମ୍ୟକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରିପାରେ, ସ୍ଫଟିକରେ ତ୍ରୁଟି ହ୍ରାସ କରିପାରେ।
4. ଉଚ୍ଚମାନର ବିହନ ସ୍ଫଟିକ ବନ୍ଧନ ପ୍ରକ୍ରିୟା।
5. ଅଭିବୃଦ୍ଧି ଚକ୍ର ସମୟରେ ସ୍ଫଟିକ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ଇଣ୍ଟରଫେସର ସ୍ଥିରତା ବଜାୟ ରଖିବା।

ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ସ୍ଫଟିକ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ପ୍ରମୁଖ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା

1. ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ପାଉଡର ପାଇଁ ଡୋପିଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା
   ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ପାଉଡରକୁ ଉପଯୁକ୍ତ ପରିମାଣର Ce ସହିତ ଡୋପ କରିବା ଦ୍ୱାରା 4H-SiC ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ଫଟିକର ବୃଦ୍ଧି ସ୍ଥିର ହୋଇପାରିବ। ବ୍ୟବହାରିକ ଫଳାଫଳ ଦର୍ଶାଉଛି ଯେ Ce ଡୋପିଂ ଏହା କରିପାରିବ:

• ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ସ୍ଫଟିକର ବୃଦ୍ଧି ହାର ବୃଦ୍ଧି କରନ୍ତୁ।
• ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧିର ଦିଗକୁ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରନ୍ତୁ, ଏହାକୁ ଅଧିକ ସମାନ ଏବଂ ନିୟମିତ କରନ୍ତୁ।
• ଅପରିଷ୍କାରତା ଗଠନକୁ ଦମନ କରେ, ତ୍ରୁଟି ହ୍ରାସ କରେ ଏବଂ ଏକକ-କ୍ରିଷ୍ଟାଲ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ଗୁଣବତ୍ତା ସ୍ଫଟିକ ଉତ୍ପାଦନକୁ ସହଜ କରେ।
• ସ୍ଫଟିକର ପଛପାର୍ଶ୍ୱ କ୍ଷରଣକୁ ନିବାରଣ କରେ ଏବଂ ଏକକ-ସ୍ଫଟିକ ଉତ୍ପାଦନକୁ ଉନ୍ନତ କରେ।

• ଅକ୍ଷୀୟ ଏବଂ ରେଡିଆଲ୍ ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା
  ଅକ୍ଷୀୟ ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟ ମୁଖ୍ୟତଃ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକାର ଏବଂ ଦକ୍ଷତାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ। ଏକ ଅତ୍ୟଧିକ ଛୋଟ ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟ ପଲିକ୍ରିଷ୍ଟାଲାଇନ୍ ଗଠନ ଏବଂ ବୃଦ୍ଧି ହାରକୁ ହ୍ରାସ କରିପାରେ। ଉପଯୁକ୍ତ ଅକ୍ଷୀୟ ଏବଂ ରେଡିଆଲ୍ ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟ ସ୍ଥିର ସ୍ଫଟିକ ଗୁଣବତ୍ତା ବଜାୟ ରଖିବା ସହିତ ଦ୍ରୁତ SiC ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧିକୁ ସହଜ କରିଥାଏ।
• ବେସାଲ୍ ପ୍ଲେନ୍ ଡିସଲୋକେସନ୍ (BPD) ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା
  BPD ତ୍ରୁଟି ମୁଖ୍ୟତଃ ସେତେବେଳେ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ ଯେତେବେଳେ ସ୍ଫଟିକରେ ସିଅର ଚାପ SiC ର ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ସିଅର ଚାପକୁ ଅତିକ୍ରମ କରେ, ଯାହା ସ୍ଲିପ୍ ସିଷ୍ଟମକୁ ସକ୍ରିୟ କରିଥାଏ। ଯେହେତୁ BPD ଗୁଡିକ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ଦିଗରେ ଲମ୍ବ ଭାବରେ ରହିଥାଏ, ସେମାନେ ମୁଖ୍ୟତଃ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ଏବଂ ଶୀତଳୀକରଣ ସମୟରେ ଗଠନ କରନ୍ତି।
• ବାଷ୍ପ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଗଠନ ଅନୁପାତ ସମାୟୋଜନ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା
  ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପରିବେଶରେ କାର୍ବନ-ସିଲିକନ ଅନୁପାତ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ଏକକ-ସ୍ଫଟିକ ଅଭିବୃଦ୍ଧିକୁ ସ୍ଥିର କରିବା ପାଇଁ ଏକ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ପଦକ୍ଷେପ। ଏକ ଉଚ୍ଚ କାର୍ବନ-ସିଲିକନ ଅନୁପାତ ବଡ଼ ପଦକ୍ଷେପ ଗୁଞ୍ଚିଂକୁ ହ୍ରାସ କରେ, ବୀଜ ସ୍ଫଟିକ ପୃଷ୍ଠ ବୃଦ୍ଧି ସୂଚନାକୁ ସଂରକ୍ଷଣ କରେ ଏବଂ ପଲିଟାଇପ୍ ଗଠନକୁ ଦମନ କରେ।
• କମ୍-ଚାପ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା
  ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ସମୟରେ ଚାପ ସ୍ଫଟିକ ସମତଳଗୁଡ଼ିକୁ ବଙ୍କା କରିପାରେ, ଯାହା ଫଳରେ ସ୍ଫଟିକର ଗୁଣବତ୍ତା ଖରାପ ହୋଇପାରେ କିମ୍ବା ଫାଟି ମଧ୍ୟ ପଡ଼ିପାରେ। ଅଧିକ ଚାପ ମୌଳିକ ସମତଳ ବିଚ୍ଛିନ୍ନତାକୁ ମଧ୍ୟ ବୃଦ୍ଧି କରେ, ଯାହା ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ଗୁଣବତ୍ତା ଏବଂ ଡିଭାଇସ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ପ୍ରତିକୂଳ ଭାବରେ ପ୍ରଭାବିତ କରିପାରେ।

6-ଇଞ୍ଚ SiC ୱେଫର ସ୍କାନିଂ ପ୍ରତିଛବି

ସ୍ଫଟିକରେ ଚାପ କମାଇବାର ପଦ୍ଧତି:

• SiC ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ଫଟିକର ପ୍ରାୟ ସନ୍ତୁଳିତ ଅଭିବୃଦ୍ଧିକୁ ସକ୍ଷମ କରିବା ପାଇଁ ତାପମାତ୍ରା କ୍ଷେତ୍ର ବଣ୍ଟନ ଏବଂ ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକୁ ସଜାଡ଼ନ୍ତୁ।
• ସର୍ବନିମ୍ନ ପ୍ରତିବନ୍ଧକ ସହିତ ମୁକ୍ତ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ କ୍ରୁସିବଲ୍ ଗଠନକୁ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରନ୍ତୁ।
• ବିହନ ସ୍ଫଟିକ ଏବଂ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଧାରକ ମଧ୍ୟରେ ତାପଜ ବିସ୍ତାର ଅସମାନତାକୁ ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ ବିହନ ସ୍ଫଟିକ ସ୍ଥିରୀକରଣ କୌଶଳକୁ ପରିବର୍ତ୍ତନ କରନ୍ତୁ। ଏକ ସାଧାରଣ ପଦ୍ଧତି ହେଉଛି ବିହନ ସ୍ଫଟିକ ଏବଂ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଧାରକ ମଧ୍ୟରେ 2 ମିମି ବ୍ୟବଧାନ ରଖିବା।
• ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଚାପକୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ମୁକ୍ତ କରିବା ପାଇଁ ଆନିଲିଂ ତାପମାତ୍ରା ଏବଂ ଅବଧିକୁ ଆଡଜଷ୍ଟ କରି, ଇନ-ସିଟୁ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ଆନିଲିଂ କାର୍ଯ୍ୟକାରୀ କରି ଆନିଲିଂ ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ଉନ୍ନତ କରନ୍ତୁ।

ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ କ୍ରିଷ୍ଟାଲ୍ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାରେ ଭବିଷ୍ୟତର ଧାରା

ଆଗକୁ ଚାହିଁଲେ, ଉଚ୍ଚମାନର SiC ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ଫଟିକ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ନିମ୍ନଲିଖିତ ଦିଗରେ ବିକଶିତ ହେବ:

1. ବଡ଼ ପରିମାଣର ଅଭିବୃଦ୍ଧି
   ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ଫଟିକର ବ୍ୟାସ କିଛି ମିଲିମିଟରରୁ 6-ଇଞ୍ଚ, 8-ଇଞ୍ଚ ଏବଂ ଆହୁରି ବଡ଼ 12-ଇଞ୍ଚ ଆକାରକୁ ବିକଶିତ ହୋଇଛି। ବଡ଼ ବ୍ୟାସର SiC ସ୍ଫଟିକ ଉତ୍ପାଦନ ଦକ୍ଷତାକୁ ଉନ୍ନତ କରେ, ଖର୍ଚ୍ଚ ହ୍ରାସ କରେ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକର ଚାହିଦା ପୂରଣ କରେ।
2. ଉଚ୍ଚ-ଗୁଣବତ୍ତା ଅଭିବୃଦ୍ଧି
   ଉଚ୍ଚ-କ୍ଷମତା ସମ୍ପନ୍ନ ଡିଭାଇସ୍ ପାଇଁ ଉଚ୍ଚ-ଗୁଣବତ୍ତା SiC ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ଫଟିକ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଜରୁରୀ। ଯଦିଓ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରଗତି ହୋଇଛି, ତଥାପି ମାଇକ୍ରୋପାଇପ୍, ସ୍ଥାନଚ୍ୟୁତି ଏବଂ ଅଶୁଦ୍ଧତା ଭଳି ତ୍ରୁଟି ରହିଛି, ଯାହା ଡିଭାଇସ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ନିର୍ଭରଯୋଗ୍ୟତାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରୁଛି।
3. ଖର୍ଚ୍ଚ ହ୍ରାସ
   SiC ସ୍ଫଟିକ ପ୍ରସ୍ତୁତିର ଉଚ୍ଚ ମୂଲ୍ୟ କିଛି ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଏହାର ପ୍ରୟୋଗକୁ ସୀମିତ କରେ। ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ଅନୁକୂଳ କରିବା, ଉତ୍ପାଦନ ଦକ୍ଷତା ଉନ୍ନତ କରିବା ଏବଂ କଞ୍ଚାମାଲ ଖର୍ଚ୍ଚ ହ୍ରାସ କରିବା ଉତ୍ପାଦନ ଖର୍ଚ୍ଚକୁ ହ୍ରାସ କରିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରିପାରିବ।
4. ବୁଦ୍ଧିମାନ ଅଭିବୃଦ୍ଧି
   AI ଏବଂ ବଡ଼ ତଥ୍ୟରେ ଉନ୍ନତି ସହିତ, SiC କ୍ରିଷ୍ଟାଲ୍ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା କ୍ରମଶଃ ବୁଦ୍ଧିମାନ ସମାଧାନ ଗ୍ରହଣ କରିବ। ସେନ୍ସର ଏବଂ ସ୍ୱୟଂଚାଳିତ ସିଷ୍ଟମ ବ୍ୟବହାର କରି ପ୍ରକୃତ ସମୟ ମନିଟରିଂ ଏବଂ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସ୍ଥିରତା ଏବଂ ନିୟନ୍ତ୍ରଣକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିବ। ଏହା ସହିତ, ବଡ଼ ତଥ୍ୟ ବିଶ୍ଳେଷଣ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକୁ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରିପାରିବ, କ୍ରିଷ୍ଟାଲ୍ ଗୁଣବତ୍ତା ଏବଂ ଉତ୍ପାଦନ ଦକ୍ଷତାକୁ ଉନ୍ନତ କରିପାରିବ।

ଉଚ୍ଚମାନର ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ସିଙ୍ଗଲ୍ ସ୍ଫଟିକ ପ୍ରସ୍ତୁତି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ସାମଗ୍ରୀ ଗବେଷଣାରେ ଏକ ପ୍ରମୁଖ ଧ୍ୟାନ କେନ୍ଦ୍ରିତ କରିଥାଏ। ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଅଗ୍ରଗତି ସହିତ, SiC ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ବିକଶିତ ହେବ, ଯାହା ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ, ଉଚ୍ଚ-ଆବୃତ୍ତି ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି କ୍ଷେତ୍ରରେ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ଏକ ଦୃଢ଼ ଭିତ୍ତିଭୂମି ପ୍ରଦାନ କରିବ।