اعلی معیار کے کرسٹل نمو کو کیسے حاصل کیا جائے؟ - sic کرسٹل گروتھ فرنس

1. سلیکن کاربائڈ کرسٹل گروتھ فرنس کا بنیادی اصول کیا ہے؟

سلیکن کاربائڈ کرسٹل گروتھ فرنس کا ورکنگ اصول جسمانی عظمت (پرائیوٹ) ہے۔ اعلی طہارت ایس آئی سی سنگل کرسٹل کو بڑھانے کے لئے پرائیوٹ کا طریقہ ایک انتہائی موثر طریقوں میں سے ایک ہے۔ تھرمل فیلڈ ، فضا اور نمو کے پیرامیٹرز کے عین مطابق کنٹرول کے ذریعے ، سلیکن کاربائڈ کرسٹل نمو بھٹی اعلی درجہ حرارت پر مستحکم کام کرسکتی ہے تاکہ عظمت ، گیس کے مرحلے کی ترسیل اور گاڑھاپن کرسٹللائزیشن کے عمل کو مکمل کیا جاسکے۔sic پاؤڈر.

1.1 ترقی کی بھٹی کا کام کرنے کا اصول

● پرائیوٹ کا طریقہ

پرائیوٹ کے طریقہ کار کا بنیادی حصہ سلیکن کاربائڈ پاؤڈر کو اعلی درجہ حرارت پر گیس کے اجزاء میں تقسیم کرنا ہے ، اور ایک ہی کرسٹل ڈھانچے کی تشکیل کے ل gas گیس کے فیز ٹرانسمیشن کے ذریعے بیج کے کرسٹل پر گاڑھا ہونا ہے۔ اس طریقہ کار کے اعلی طہارت ، بڑے سائز کے کرسٹل تیار کرنے میں اہم فوائد ہیں۔

cry کرسٹل نمو کا بنیادی عمل

✔ sublimation: صلیب میں ایس آئی سی پاؤڈر کو گیسیئس اجزاء جیسے ایس آئی ، سی 2 اور ایس آئی سی 2 جیسے 2000 ℃ سے زیادہ درجہ حرارت پر اتارا جاتا ہے۔

✔ ٹرانسپورٹ: تھرمل میلان کی کارروائی کے تحت ، گیس کے اجزاء کو اعلی درجہ حرارت زون (پاؤڈر زون) سے کم درجہ حرارت زون (بیج کرسٹل سطح) میں منتقل کیا جاتا ہے۔

✔ گاڑھاو کرسٹاللائزیشن: غیر مستحکم اجزاء بیجوں کے کرسٹل کی سطح پر تیز ہوجاتے ہیں اور ایک ہی کرسٹل بنانے کے لئے جعلی سمت کے ساتھ بڑھتے ہیں۔

1.2 کرسٹل نمو کے مخصوص اصول

سلیکن کاربائڈ کرسٹل کی نمو کو تین مراحل میں تقسیم کیا گیا ہے ، جو ایک دوسرے سے قریب سے جڑے ہوئے ہیں اور کرسٹل کے حتمی معیار کو متاثر کرتے ہیں۔

✔ sic پاؤڈر sublimation: درجہ حرارت کے اعلی حالات میں ، ٹھوس ایس آئی سی (سلیکن کاربائڈ) گیس سلیکن (ایس آئی) اور گیسوس کاربن (سی) میں سبکلا ہوجائے گا ، اور اس کا رد عمل مندرجہ ذیل ہے۔

sic (s) → si (g) + c (g)

اور اتار چڑھاؤ کے اجزاء (جیسے SIC2) پیدا کرنے کے لئے زیادہ پیچیدہ ثانوی رد عمل۔ اعلی درجہ حرارت کی عظمت کے رد عمل کو فروغ دینے کے لئے ایک ضروری شرط ہے۔

✔ گیس فیز ٹرانسپورٹ: گیس کے اجزاء کو درجہ حرارت کے میلان کی ڈرائیو کے تحت بیج زون میں مصلوب زون کے سرزمین زون سے لے جایا جاتا ہے۔ گیس کے بہاؤ کا استحکام جمع کی یکسانیت کا تعین کرتا ہے۔

✔ گاڑھاو کرسٹاللائزیشن: کم درجہ حرارت پر ، اتار چڑھاؤ والے گیس اجزاء بیج کرسٹل کی سطح کے ساتھ مل جاتے ہیں تاکہ ٹھوس کرسٹل تشکیل پائیں۔ اس عمل میں تھرموڈینامکس اور کرسٹاللوگرافی کے پیچیدہ میکانزم شامل ہیں۔

سلیکن کاربائڈ کرسٹل نمو کے لئے 1.3 کلیدی پیرامیٹرز

اعلی معیار کے ایس آئی سی کرسٹل کو مندرجہ ذیل پیرامیٹرز کے عین مطابق کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے۔

✔ درجہ حرارت: پاؤڈر کی مکمل سڑن کو یقینی بنانے کے لئے سبمیشن زون کو 2000 سے اوپر رکھنے کی ضرورت ہے۔ بیج زون کا درجہ حرارت 1600-1800 at پر کنٹرول کیا جاتا ہے تاکہ اعتدال پسند جمع کی شرح کو یقینی بنایا جاسکے۔

✔ دباؤ: گیس فیز ٹرانسپورٹ کے استحکام کو برقرار رکھنے کے لئے عام طور پر 10-20 ٹور کے کم دباؤ والے ماحول میں پرائیوٹ کی نمو کی جاتی ہے۔

✔ ماحول: رد عمل کے عمل کے دوران ناپاک آلودگی سے بچنے کے لئے اعلی طہارت ارگون کو کیریئر گیس کے طور پر استعمال کریں۔ ماحول کی پاکیزگی کرسٹل نقائص کے دباو کے لئے بہت ضروری ہے۔

✔ وقت: یکساں نمو اور مناسب موٹائی کو حاصل کرنے کے ل cry عام طور پر کرسٹل نمو کا وقت دسیوں گھنٹے تک ہوتا ہے۔

2. سلیکن کاربائڈ کرسٹل گروتھ فرنس کا ڈھانچہ کیا ہے؟

سلیکن کاربائڈ کرسٹل گروتھ فرنس کی ساخت کی اصلاح بنیادی طور پر اعلی درجہ حرارت حرارتی ، ماحول پر قابو پانے ، درجہ حرارت کے فیلڈ ڈیزائن اور نگرانی کے نظام پر مرکوز ہے۔

2.1 نمو کی بھٹی کے اہم اجزاء

● اعلی درجہ حرارت حرارتی نظام

✔ مزاحمتی حرارتی نظام: گرمی کی توانائی فراہم کرنے کے لئے اعلی درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کے تار (جیسے مولیبڈینم ، ٹنگسٹن) کا استعمال کریں۔ فائدہ اعلی درجہ حرارت پر قابو پانے کی درستگی ہے ، لیکن زندگی اعلی درجہ حرارت پر محدود ہے۔

✔ انڈکشن ہیٹنگ: ایڈی کرنٹ ہیٹنگ ایک انڈکشن کنڈلی کے ذریعے مصلوب میں پیدا ہوتی ہے۔ اس میں اعلی کارکردگی اور غیر رابطہ کے فوائد ہیں ، لیکن سامان کی لاگت نسبتا high زیادہ ہے۔

● گریفائٹ مصلوب اور سبسٹریٹ بیج اسٹیشن

✔ اعلی طہارت گریفائٹ کروسیبل اعلی درجہ حرارت کے استحکام کو یقینی بناتا ہے۔

seed بیج اسٹیشن کے ڈیزائن کو ہوا کے بہاؤ کی یکسانیت اور تھرمل چالکتا دونوں کو مدنظر رکھنا چاہئے۔

● ماحول کو کنٹرول کرنے والا آلہ

reaction رد عمل کے ماحول کی پاکیزگی اور استحکام کو یقینی بنانے کے لئے اعلی طہارت گیس کی ترسیل کے نظام اور دباؤ کو منظم کرنے والے والو سے لیس ہے۔

● درجہ حرارت فیلڈ یکسانیت کا ڈیزائن

wall دیوار کی موٹائی ، حرارتی عنصر کی تقسیم اور حرارت کی ڈھال کے ڈھانچے کو بہتر بناتے ہوئے ، درجہ حرارت کے میدان کی یکساں تقسیم حاصل کی جاتی ہے ، جس سے کرسٹل پر تھرمل تناؤ کے اثرات کو کم کیا جاتا ہے۔

2.2 درجہ حرارت کا فیلڈ اور تھرمل میلان ڈیزائن

✔ درجہ حرارت کے میدان کی یکسانیت کی اہمیت: درجہ حرارت کا ناہموار فیلڈ مختلف مقامی نمو کی شرح اور کرسٹل کے اندر نقائص کا باعث بنے گا۔ درجہ حرارت کے میدان کی یکسانیت کو کنڈولر توازن کے ڈیزائن اور حرارت کی ڈھال کی اصلاح کے ذریعہ بہت بہتر بنایا جاسکتا ہے۔

✔ تھرمل میلان کا عین مطابق کنٹرول: درجہ حرارت کے اختلافات کو کم کرنے کے لئے مختلف علاقوں کو الگ کرنے کے لئے ہیٹر کی بجلی کی تقسیم کو ایڈجسٹ کریں اور گرمی کی ڈھالوں کا استعمال کریں۔ کیونکہ تھرمل میلان کا براہ راست اثر کرسٹل موٹائی اور سطح کے معیار پر پڑتا ہے۔

کرسٹل نمو کے عمل کے لئے 2.3 نگرانی کا نظام

✔ درجہ حرارت کی نگرانی: عظمت زون اور بیج زون کے اصل وقت کے درجہ حرارت کی نگرانی کے لئے فائبر آپٹک درجہ حرارت سینسر کا استعمال کریں۔ ڈیٹا فیڈ بیک سسٹم ہیٹنگ پاور کو خود بخود ایڈجسٹ کرسکتا ہے۔

✔ شرح نمو کی نگرانی: کرسٹل سطح کی شرح نمو کی پیمائش کے لئے لیزر انٹرفیومیٹری کا استعمال کریں۔ عمل کو متحرک طور پر بہتر بنانے کے لئے ماڈلنگ الگورتھم کے ساتھ مانیٹرنگ ڈیٹا کو یکجا کریں۔

3. سلیکن کاربائڈ کرسٹل گروتھ فرنس کی تکنیکی مشکلات کیا ہیں؟

سلیکن کاربائڈ کرسٹل نمو بھٹی کی تکنیکی رکاوٹیں بنیادی طور پر اعلی درجہ حرارت والے مواد ، درجہ حرارت کے فیلڈ کنٹرول ، عیب دباؤ اور سائز کی توسیع میں مرکوز ہیں۔

3.1 اعلی درجہ حرارت والے مواد کے انتخاب اور چیلنجز

گرافائٹانتہائی اعلی درجہ حرارت پر آسانی سے آکسائڈائزڈ ہوتا ہے ، اورsic کوٹنگآکسیکرن مزاحمت کو بہتر بنانے کے لئے شامل کرنے کی ضرورت ہے۔ کوٹنگ کا معیار بھٹی کی زندگی کو براہ راست متاثر کرتا ہے۔

حرارت عنصر کی زندگی اور درجہ حرارت کی حد۔ اعلی درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کی تاروں کو اعلی تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت کی ضرورت ہے۔ انڈکشن ہیٹنگ کے سازوسامان کو کنڈلی حرارت کی کھپت کے ڈیزائن کو بہتر بنانے کی ضرورت ہے۔

3.2 درجہ حرارت اور تھرمل فیلڈ کا عین مطابق کنٹرول

غیر یکساں تھرمل فیلڈ کے اثر و رسوخ سے اسٹیکنگ کی خرابیوں اور سندچیوتیوں میں اضافہ ہوگا۔ پیشگی مسائل کا پتہ لگانے کے لئے فرنس تھرمل فیلڈ تخروپن ماڈل کو بہتر بنانے کی ضرورت ہے۔

اعلی درجہ حرارت کی نگرانی کے سامان کی وشوسنییتا۔ اعلی درجہ حرارت کے سینسر کو تابکاری اور تھرمل جھٹکے سے مزاحم رہنے کی ضرورت ہے۔

3.3 کرسٹل نقائص کا کنٹرول

اسٹیکنگ غلطیاں ، سندچیوتی اور پولیمورفک ہائبرڈ اہم عیب کی اقسام ہیں۔ تھرمل فیلڈ اور ماحول کو بہتر بنانا عیب کثافت کو کم کرنے میں مدد کرتا ہے۔

ناپاک ذرائع پر قابو پالیں۔ اعلی طہارت کے مواد کا استعمال اور بھٹی کی سگ ماہی ناپاک دبانے کے لئے بہت ضروری ہے۔

3.4 بڑے سائز کے کرسٹل نمو کے چیلنجز

سائز کی توسیع کے لئے تھرمل فیلڈ یکسانیت کی ضروریات۔ جب کرسٹل سائز کو 4 انچ سے 8 انچ تک بڑھایا جاتا ہے تو ، درجہ حرارت کے فیلڈ یکسانیت کے ڈیزائن کو مکمل طور پر اپ گریڈ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

شگاف اور وارپنگ کے مسائل کا حل۔ تھرمل تناؤ کے میلان کو کم کرکے کرسٹل اخترتی کو کم کریں۔

4. اعلی معیار کے ایس آئی سی کرسٹل کو اگانے کے لئے خام مال کیا ہیں؟

ویٹیک سیمیکمڈکٹر نے ایک نیا ایس آئی سی سنگل کرسٹل خام مال تیار کیا ہے۔اعلی طہارت CVD SIC خام مال. یہ مصنوعات گھریلو خلا کو پُر کرتی ہے اور یہ عالمی سطح پر بھی اہم سطح پر ہے ، اور مقابلہ میں طویل مدتی سر فہرست پوزیشن میں ہوگی۔ روایتی سلیکن کاربائڈ خام مال اعلی طہارت سلیکن اور گریفائٹ کے رد عمل کے ذریعہ تیار کیا جاتا ہے ، جس کی قیمت زیادہ ہوتی ہے ، طہارت کم اور سائز میں چھوٹا ہوتا ہے۔

ویٹیک سیمیکمڈکٹر کی فلڈائزڈ بیڈ ٹکنالوجی کیمیائی بخارات جمع کرنے کے ذریعہ سلیکن کاربائڈ خام مال پیدا کرنے کے لئے میتھیلٹرائکلوروسیلین کا استعمال کرتی ہے ، اور اہم ضمنی مصنوعات ہائیڈروکلورک ایسڈ ہے۔ ہائیڈروکلورک ایسڈ الکالی کے ساتھ غیرجانبدار بنا کر نمکیات تشکیل دے سکتا ہے ، اور ماحول کو کسی آلودگی کا سبب نہیں بنے گا۔ 

ایک ہی وقت میں ، میتھیلٹرائکلوروسیلین ایک وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والی صنعتی گیس ہے جس میں کم لاگت اور وسیع ذرائع ہیں ، خاص طور پر چین میتھیلٹرائکلوروسیلین کا بنیادی پروڈیوسر ہے۔ لہذا ، وٹیک سیمیکمڈکٹر کی اعلی طہارتCVD SIC خام ماللاگت اور معیار کے لحاظ سے بین الاقوامی سطح پر مسابقت ہے۔

✔ بڑے سائز اور اعلی کثافت: اوسط ذرہ سائز تقریبا 4-10 ملی میٹر ہے ، اور گھریلو اچیسن خام مال کا ذرہ سائز <2.5 ملی میٹر ہے۔ ایک ہی حجم کروسیبل میں 1.5 کلو گرام سے زیادہ خام مال رکھ سکتا ہے ، جو بڑے سائز کے کرسٹل نمو کے مواد کی ناکافی فراہمی کے مسئلے کو حل کرنے کے لئے موزوں ہے ، خام مال کی گرافیٹائزیشن کو ختم کرنا ، کاربن ریپنگ کو کم کرنا اور کرسٹل معیار کو بہتر بنانا۔

SI کم سی/سی تناسب: یہ سیلف پروپیگیٹنگ طریقہ کار کے اچیسن خام مال کے مقابلے میں 1: 1 کے قریب ہے ، جو ایس آئی کے جزوی دباؤ میں اضافے سے پیدا ہونے والے نقائص کو کم کرسکتا ہے۔

✔ اعلی آؤٹ پٹ ویلیو: بڑھے ہوئے خام مال اب بھی پروٹو ٹائپ کو برقرار رکھتے ہیں ، دوبارہ تشکیل دینے کو کم کرتے ہیں ، خام مال کی گرافیٹائزیشن کو کم کرتے ہیں ، کاربن ریپنگ نقائص کو کم کرتے ہیں اور کرسٹل کے معیار کو بہتر بناتے ہیں۔

✔ اعلی طہارت: سی وی ڈی کے طریقہ کار کے ذریعہ تیار کردہ خام مال کی پاکیزگی خود پروپیگیٹنگ کرنے کے طریقہ کار کے اچیسن خام مال سے زیادہ ہے۔ نائٹروجن کا مواد بغیر کسی اضافی طہارت کے 0.09 پی پی ایم تک پہنچ گیا ہے۔ یہ خام مال نیم موہے ہوئے فیلڈ میں بھی ایک اہم کردار ادا کرسکتا ہے۔

lower کم لاگت: یکساں بخارات کی شرح عمل اور مصنوعات کے کوالٹی کنٹرول میں سہولت فراہم کرتی ہے ، جبکہ خام مال کے استعمال کی شرح کو بہتر بناتی ہے (استعمال کی شرح> 50 ٪ ، 4.5 کلو گرام خام مال 3.5 کلوگرام انگوٹھا پیدا کرتا ہے) ، اخراجات کو کم کرتا ہے۔

human کم انسانی غلطی کی شرح: کیمیائی بخارات جمع کرنے سے انسانی آپریشن کے ذریعہ متعارف کرایا گیا نجاست سے بچتا ہے۔