ការរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃ SiC Single Crystal ដោយប្រើCVD-SiC ភាគច្រើនប្រភពតាមរយៈវិធីសាស្រ្ត Sublimation
ដោយប្រើកែច្នៃឡើងវិញប្លុក CVD-SiCជាប្រភព SiC គ្រីស្តាល់ SiC ត្រូវបានដាំដុះដោយជោគជ័យក្នុងអត្រា 1.46 mm/h តាមរយៈវិធីសាស្ត្រ PVT។ ដង់ស៊ីតេមីក្រូហ្វីល និងការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់គ្រីស្តាល់ដែលលូតលាស់បង្ហាញថា ទោះបីជាមានអត្រាកំណើនខ្ពស់ក៏ដោយ គុណភាពគ្រីស្តាល់គឺល្អឥតខ្ចោះ។
ស៊ីលីកុនកាបូន (SiC)គឺជាឧបករណ៍ semiconductor ដែលមានទំហំធំទូលាយ ជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិដ៏ល្អសម្រាប់កម្មវិធីនៅក្នុងតង់ស្យុងខ្ពស់ ថាមពលខ្ពស់ និងប្រេកង់ខ្ពស់។ តម្រូវការរបស់វាបានកើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័សក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ ជាពិសេសនៅក្នុងវិស័យ semiconductor ថាមពល។ សម្រាប់កម្មវិធីអេឡិចត្រូនិកថាមពល គ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ត្រូវបានដាំដុះដោយការបំប្លែងប្រភព SiC ភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់នៅសីតុណ្ហភាព 2100–2500°C បន្ទាប់មកកែច្នៃឡើងវិញលើគ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជដោយប្រើវិធីសាស្ត្រដឹកជញ្ជូនចំហាយរាងកាយ (PVT) បន្ទាប់មកដំណើរការដើម្បីទទួលបានស្រទាប់ខាងក្រោមគ្រីស្តាល់តែមួយនៅលើ wafers . ជាប្រពៃណី,គ្រីស្តាល់ SiCត្រូវបានដាំដុះដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ PVT ក្នុងអត្រាកំណើនពី 0.3 ទៅ 0.8 mm/h ដើម្បីគ្រប់គ្រងភាពគ្រីស្តាល់ ដែលមានភាពយឺតយ៉ាវបើប្រៀបធៀបទៅនឹងវត្ថុធាតុគ្រីស្តាល់តែមួយផ្សេងទៀតដែលប្រើក្នុងកម្មវិធី semiconductor ។ នៅពេលដែលគ្រីស្តាល់ SiC ត្រូវបានដាំដុះក្នុងអត្រាកំណើនខ្ពស់ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ PVT ការរិចរិលគុណភាព រួមទាំងការរួមបញ្ចូលកាបូន ការកាត់បន្ថយភាពបរិសុទ្ធ ការលូតលាស់នៃសារធាតុ polycrystalline ការបង្កើតព្រំដែនគ្រាប់ធញ្ញជាតិ និងការផ្លាស់ទីលំនៅ និងពិការភាព porosity មិនត្រូវបានច្រានចោលនោះទេ។ ដូច្នេះ ការរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃ SiC មិនត្រូវបានបង្កើតឡើងទេ ហើយអត្រាកំណើនយឺតនៃ SiC គឺជាឧបសគ្គចម្បងចំពោះផលិតភាពនៃស្រទាប់ខាងក្រោម SiC ។
ម៉្យាងវិញទៀត របាយការណ៍ថ្មីៗស្តីពីការរីកលូតលាស់យ៉ាងឆាប់រហ័សនៃ SiC បាននឹងកំពុងប្រើប្រាស់វិធីសាស្ត្រទម្លាក់ចំហាយគីមីដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (HTCVD) ជាជាងវិធីសាស្ត្រ PVT ។ វិធីសាស្ត្រ HTCVD ប្រើចំហាយទឹកដែលមាន Si និង C ជាប្រភព SiC នៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ។ HTCVD មិនទាន់ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំនៃ SiC និងតម្រូវឱ្យមានការស្រាវជ្រាវនិងការអភិវឌ្ឍបន្ថែមទៀតសម្រាប់ការធ្វើពាណិជ្ជកម្ម។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ សូម្បីតែក្នុងអត្រាកំណើនខ្ពស់នៃ ∼3 mm/h គ្រីស្តាល់តែមួយ SiC អាចត្រូវបានដាំដុះជាមួយនឹងគុណភាពគ្រីស្តាល់ល្អដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ HTCVD ។ ទន្ទឹមនឹងនេះ សមាសធាតុ SiC ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់នៅក្នុងដំណើរការ semiconductor ក្រោមបរិយាកាសដ៏អាក្រក់ដែលទាមទារការគ្រប់គ្រងដំណើរការនៃភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់។ សម្រាប់កម្មវិធីដំណើរការ semiconductor សមាសធាតុ SiC បរិសុទ្ធ ∼99.9999% (∼6N) ជាធម្មតាត្រូវបានរៀបចំដោយដំណើរការ CVD ពី methyltrichlorosilane (CH3Cl3Si, MTS) ។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ទោះបីជាសមាសធាតុ CVD-SiC មានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ក៏ដោយ ពួកគេត្រូវបានបោះបង់ចោលបន្ទាប់ពីប្រើប្រាស់។ ថ្មីៗនេះ សមាសធាតុ CVD-SiC ដែលត្រូវបានបោះបង់ចោលត្រូវបានចាត់ទុកថាជាប្រភព SiC សម្រាប់ការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ ទោះបីជាដំណើរការស្តារឡើងវិញមួយចំនួន រួមទាំងការកំទេច និងការបន្សុតនៅតែត្រូវបានទាមទារ ដើម្បីបំពេញតម្រូវការខ្ពស់នៃប្រភពកំណើនគ្រីស្តាល់។ នៅក្នុងការសិក្សានេះ យើងបានប្រើប្លុក CVD-SiC ដែលបោះបង់ចោល ដើម្បីកែច្នៃវត្ថុធាតុដើមជាប្រភពសម្រាប់ការរីកលូតលាស់គ្រីស្តាល់ SiC ។ ប្លុក CVD-SiC សម្រាប់ការលូតលាស់គ្រីស្តាល់តែមួយត្រូវបានរៀបចំជាប្លុកកំទេចដែលគ្រប់គ្រងដោយទំហំ ដែលខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងរូបរាង និងទំហំបើធៀបទៅនឹងម្សៅ SiC ពាណិជ្ជកម្មដែលប្រើជាទូទៅក្នុងដំណើរការ PVT ដូច្នេះឥរិយាបថនៃការលូតលាស់គ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងមានយ៉ាងខ្លាំង។ ខុសគ្នា។ មុនពេលធ្វើការពិសោធន៍ការលូតលាស់គ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ការក្លែងធ្វើកុំព្យូទ័រត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីទទួលបានអត្រាកំណើនខ្ពស់ ហើយតំបន់កម្ដៅត្រូវបានកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធស្របតាមកំណើនគ្រីស្តាល់តែមួយ។ បន្ទាប់ពីការលូតលាស់របស់គ្រីស្តាល់ គ្រីស្តាល់ដែលលូតលាស់ត្រូវបានវាយតម្លៃដោយផ្នែកឆ្លងកាត់ផ្នែក tomography, មីក្រូរ៉ាម៉ាន spectroscopy, ការបំភាយកាំរស្មីអ៊ិចដែលមានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ និងសណ្ឋានដីកាំរស្មីអ៊ិចនៃធ្នឹមពណ៌ស synchrotron ។
រូបភាពទី 1 បង្ហាញពីប្រភព CVD-SiC ដែលប្រើសម្រាប់ការលូតលាស់ PVT នៃគ្រីស្តាល់ SiC នៅក្នុងការសិក្សានេះ។ ដូចដែលបានពិពណ៌នានៅក្នុងការណែនាំ សមាសធាតុ CVD-SiC ត្រូវបានសំយោគពី MTS ដោយដំណើរការ CVD និងរាងសម្រាប់ការប្រើប្រាស់ semiconductor តាមរយៈដំណើរការមេកានិច។ N ត្រូវបាន doped នៅក្នុងដំណើរការ CVD ដើម្បីសម្រេចបាននូវ conductivity សម្រាប់ដំណើរការ semiconductor ។ បន្ទាប់ពីប្រើប្រាស់ក្នុងដំណើរការ semiconductor សមាសធាតុ CVD-SiC ត្រូវបានកំទេចដើម្បីរៀបចំប្រភពសម្រាប់ការលូតលាស់របស់គ្រីស្តាល់ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1។ ប្រភព CVD-SiC ត្រូវបានរៀបចំជាចានដែលមានកម្រាស់ជាមធ្យម ∼0.5 mm និងទំហំភាគល្អិតជាមធ្យមនៃ 49.75 ម។
រូបភាពទី 1៖ ប្រភព CVD-SiC រៀបចំដោយដំណើរការ CVD ដែលមានមូលដ្ឋានលើ MTS ។
ដោយប្រើប្រភព CVD-SiC ដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1 គ្រីស្តាល់ SiC ត្រូវបានដាំដុះដោយវិធីសាស្ត្រ PVT នៅក្នុងចង្រ្កានកំដៅ។ ដើម្បីវាយតម្លៃការចែកចាយសីតុណ្ហភាពនៅក្នុងតំបន់កម្ដៅ លេខកូដក្លែងធ្វើពាណិជ្ជកម្ម VR-PVT 8.2 (STR សាធារណរដ្ឋស៊ែប៊ី) ត្រូវបានប្រើ។ រ៉េអាក់ទ័រដែលមានតំបន់កម្ដៅត្រូវបានគេយកគំរូតាមអ័ក្សស៊ីមេទ្រី 2D ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 ជាមួយនឹងគំរូសំណាញ់របស់វា។ សមា្ភារៈទាំងអស់ដែលប្រើក្នុងការក្លែងធ្វើត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 ហើយលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វាត្រូវបានរាយក្នុងតារាងទី 1 ។ ដោយផ្អែកលើលទ្ធផលនៃការពិសោធ គ្រីស្តាល់ SiC ត្រូវបានដាំដុះដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ PVT នៅជួរសីតុណ្ហភាព 2250-2350 ° C នៅក្នុងបរិយាកាស Ar នៅ 35 Torr រយៈពេល 4 ម៉ោង។ វ៉ាហ្វឺរ 4H-SiC អ័ក្ស 4° ត្រូវបានប្រើជាគ្រាប់ពូជ SiC ។ គ្រីស្តាល់ដែលលូតលាស់ត្រូវបានវាយតម្លៃដោយមីក្រូរ៉ាម៉ាន spectroscopy (Witec, UHTS 300, អាល្លឺម៉ង់) និងគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ XRD (HRXRD, X'Pert-PROMED, Panalytical, ហូឡង់)។ កំហាប់មិនបរិសុទ្ធនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ SiC ដែលកំពុងលូតលាស់ត្រូវបានវាយតម្លៃដោយប្រើ ឌីណាមិកអ៊ីយ៉ុងបន្ទាប់បន្សំ (SIMS, Cameca IMS-6f, ប្រទេសបារាំង)។ ដង់ស៊ីតេ dislocation នៃគ្រីស្តាល់ដែលលូតលាស់ត្រូវបានវាយតម្លៃដោយប្រើ synchrotron white beam X-ray topography នៅ Pohang Light Source។
រូបភាពទី 2៖ ដ្យាក្រាមតំបន់កំដៅ និងគំរូសំណាញ់នៃការលូតលាស់ PVT នៅក្នុងចង្រ្កានកំដៅ។
ចាប់តាំងពីវិធីសាស្រ្ត HTCVD និង PVT លូតលាស់គ្រីស្តាល់នៅក្រោមលំនឹងដំណាក់កាលឧស្ម័នរឹងនៅផ្នែកខាងមុខ កំណើនដ៏ជោគជ័យនៃ SiC ដោយវិធីសាស្ត្រ HTCVD បានជំរុញឱ្យមានការប្រឈមនៃកំណើនយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃ SiC ដោយវិធីសាស្ត្រ PVT នៅក្នុងការសិក្សានេះ។ វិធីសាស្ត្រ HTCVD ប្រើប្រភពឧស្ម័នដែលងាយស្រួលគ្រប់គ្រងលំហូរ ខណៈពេលដែលវិធីសាស្ត្រ PVT ប្រើប្រភពរឹងដែលមិនគ្រប់គ្រងលំហូរដោយផ្ទាល់។ អត្រាលំហូរដែលបានផ្តល់ឱ្យផ្នែកខាងមុខនៃការលូតលាស់ក្នុងវិធីសាស្រ្ត PVT អាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយអត្រា sublimation នៃប្រភពរឹងតាមរយៈការគ្រប់គ្រងការចែកចាយសីតុណ្ហភាព ប៉ុន្តែការត្រួតពិនិត្យច្បាស់លាស់នៃការចែកចាយសីតុណ្ហភាពនៅក្នុងប្រព័ន្ធកំណើនជាក់ស្តែងគឺមិនងាយស្រួលនោះទេ។
ដោយការបង្កើនសីតុណ្ហភាពប្រភពនៅក្នុងរ៉េអាក់ទ័រ PVT អត្រាកំណើននៃ SiC អាចត្រូវបានកើនឡើងដោយការបង្កើនអត្រា sublimation នៃប្រភព។ ដើម្បីសម្រេចបាននូវការលូតលាស់គ្រីស្តាល់មានស្ថេរភាព ការគ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពនៅផ្នែកខាងមុខនៃការលូតលាស់គឺមានសារៈសំខាន់ណាស់។ ដើម្បីបង្កើនអត្រាកំណើនដោយមិនបង្កើតប៉ូលីគ្រីស្តាល់ ជម្រាលសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ចាំបាច់ត្រូវសម្រេចបាននៅផ្នែកខាងមុខដូចដែលបានបង្ហាញដោយកំណើន SiC តាមរយៈវិធីសាស្ត្រ HTCVD ។ ចរន្តកំដៅបញ្ឈរមិនគ្រប់គ្រាន់ទៅផ្នែកខាងក្រោយនៃមួក គួរតែបញ្ចេញកំដៅដែលប្រមូលផ្តុំនៅផ្នែកខាងមុខនៃការលូតលាស់ តាមរយៈវិទ្យុសកម្មកម្ដៅទៅកាន់ផ្ទៃលូតលាស់ ដែលនាំទៅដល់ការបង្កើតផ្ទៃលើស ពោលគឺការលូតលាស់ polycrystalline ។
ទាំងដំណើរការផ្ទេរ និងដំណើរការគ្រីស្តាល់ឡើងវិញនៅក្នុងវិធីសាស្ត្រ PVT គឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងវិធីសាស្ត្រ HTCVD ទោះបីជាវាខុសគ្នានៅក្នុងប្រភព SiC ក៏ដោយ។ នេះមានន័យថាការរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃ SiC ក៏អាចសម្រេចបានផងដែរនៅពេលដែលអត្រា sublimation នៃប្រភព SiC គឺខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយការសម្រេចបាននូវគ្រីស្តាល់ SiC ដែលមានគុណភាពខ្ពស់នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការលូតលាស់ខ្ពស់តាមរយៈវិធីសាស្ត្រ PVT មានឧបសគ្គជាច្រើន។ ម្សៅពាណិជ្ជកម្មជាធម្មតាមានល្បាយនៃភាគល្អិតតូច និងធំ។ ដោយសារភាពខុសគ្នានៃថាមពលលើផ្ទៃ ភាគល្អិតតូចៗមានកំហាប់មិនបរិសុទ្ធខ្ពស់ និង sublimate មុនភាគល្អិតធំ ដែលនាំឱ្យកំហាប់មិនបរិសុទ្ធខ្ពស់ក្នុងដំណាក់កាលលូតលាស់ដំបូងនៃគ្រីស្តាល់។ លើសពីនេះទៀត នៅពេលដែល SiC រឹងបំបែកទៅជាប្រភេទចំហាយដូចជា C និង Si, SiC2 និង Si2C នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ នោះ C រឹងនឹងបង្កើតដោយជៀសមិនរួចនៅពេលដែលប្រភព SiC sublimates នៅក្នុងវិធីសាស្រ្ត PVT ។ ប្រសិនបើវត្ថុរឹង C មានទំហំតូច និងមានពន្លឺគ្រប់គ្រាន់ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌលូតលាស់យ៉ាងឆាប់រហ័ស ភាគល្អិត C តូចៗ ដែលគេស្គាល់ថាជា "ធូលី C" អាចត្រូវបានបញ្ជូនទៅផ្ទៃគ្រីស្តាល់ដោយការផ្ទេរម៉ាស់ខ្លាំង ដែលបណ្តាលឱ្យមានការរួមបញ្ចូលនៅក្នុងគ្រីស្តាល់ដែលលូតលាស់។ ដូច្នេះ ដើម្បីកាត់បន្ថយភាពមិនស្អាតនៃលោហធាតុ និងធូលី C ទំហំភាគល្អិតនៃប្រភព SiC ជាទូទៅគួរតែត្រូវបានគ្រប់គ្រងទៅអង្កត់ផ្ចិតតិចជាង 200 μm ហើយអត្រាកំណើនមិនគួរលើសពី ∼0.4 mm/h ដើម្បីរក្សាការផ្ទេរម៉ាស់យឺត និងមិនរាប់បញ្ចូលអណ្តែត។ ធូលី C ។ ភាពមិនបរិសុទ្ធនៃលោហធាតុ និងធូលី C នាំទៅដល់ការរិចរិលនៃគ្រីស្តាល់ SiC ដែលរីកធំធាត់ ដែលជាឧបសគ្គចម្បងចំពោះការលូតលាស់យ៉ាងឆាប់រហ័សនៃ SiC តាមរយៈវិធីសាស្ត្រ PVT ។
នៅក្នុងការសិក្សានេះ ប្រភព CVD-SiC ដែលត្រូវបានកំទេចដោយគ្មានភាគល្អិតតូចៗត្រូវបានប្រើប្រាស់ ដោយលុបបំបាត់ធូលី C ដែលអណ្តែតនៅក្រោមការផ្ទេរម៉ាស់ខ្លាំង។ ដូច្នេះរចនាសម្ព័ន្ធតំបន់កម្ដៅត្រូវបានរចនាឡើងដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ PVT ដែលមានមូលដ្ឋានលើការក្លែងធ្វើពហុរូបវិទ្យា ដើម្បីសម្រេចបាននូវកំណើន SiC យ៉ាងឆាប់រហ័ស ហើយការចែកចាយសីតុណ្ហភាពក្លែងធ្វើ និងជម្រាលសីតុណ្ហភាពត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3a ។
រូបភាពទី 3: (ក) ការចែកចាយសីតុណ្ហភាព និងជម្រាលសីតុណ្ហភាពនៅជិតផ្នែកខាងមុខនៃការលូតលាស់នៃរ៉េអាក់ទ័រ PVT ដែលទទួលបានដោយការវិភាគធាតុកំណត់ និង (ខ) ការចែកចាយសីតុណ្ហភាពបញ្ឈរតាមបន្ទាត់អ័ក្សស៊ីមេទ្រី។
បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការកំណត់តំបន់កម្ដៅធម្មតាសម្រាប់ការរីកលូតលាស់គ្រីស្តាល់ SiC ក្នុងអត្រាកំណើនពី 0.3 ទៅ 0.8 mm/h ក្រោមជម្រាលសីតុណ្ហភាពតូចមួយតិចជាង 1°C/mm ការកំណត់តំបន់កម្ដៅក្នុងការសិក្សានេះមានជម្រាលសីតុណ្ហភាពធំទាក់ទងនៃ∼ 3.8 ° C / mm នៅសីតុណ្ហភាពលូតលាស់ ∼2268 ° C ។ តម្លៃជម្រាលសីតុណ្ហភាពក្នុងការសិក្សានេះគឺអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងកំណើនយ៉ាងលឿននៃ SiC ក្នុងអត្រា 2.4 ម.ម/ម៉ ដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ HTCVD ដែលជម្រាលសីតុណ្ហភាពត្រូវបានកំណត់ទៅ ∼14 ° C/mm ។ ពីការចែកចាយសីតុណ្ហភាពបញ្ឈរដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3b យើងបានបញ្ជាក់ថាមិនមានជម្រាលសីតុណ្ហភាពបញ្ច្រាសដែលអាចបង្កើតជាសារធាតុប៉ូលីគ្រីស្តាល់មានវត្តមាននៅជិតផ្នែកខាងមុខលូតលាស់ ដូចដែលបានពិពណ៌នានៅក្នុងអក្សរសិល្ប៍នោះទេ។
ដោយប្រើប្រព័ន្ធ PVT គ្រីស្តាល់ SiC ត្រូវបានដាំដុះពីប្រភព CVD-SiC សម្រាប់រយៈពេល 4 ម៉ោង ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 និងទី 3។ តំណាងនៃការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ SiC ពី SiC ដែលកំពុងលូតលាស់ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 4a ។ កម្រាស់ និងអត្រាកំណើននៃគ្រីស្តាល់ SiC ដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 4a គឺ 5.84 mm និង 1.46 mm/h រៀងគ្នា។ ផលប៉ះពាល់នៃប្រភព SiC លើគុណភាព ពហុប្រភេទ រូបសណ្ឋាន និងភាពបរិសុទ្ធនៃគ្រីស្តាល់ SiC ដែលកំពុងលូតលាស់ដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 4a ត្រូវបានស៊ើបអង្កេតដូចបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព 4b-e ។ រូបភាព tomography កាត់ផ្នែកក្នុងរូបភាពទី 4b បង្ហាញថាការលូតលាស់របស់គ្រីស្តាល់មានរាងប៉ោងដោយសារលក្ខខណ្ឌនៃការលូតលាស់ល្អបំផុត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មីក្រូរ៉ាម៉ាន spectroscopy នៅក្នុងរូបភាពទី 4c បានកំណត់អត្តសញ្ញាណគ្រីស្តាល់ដែលលូតលាស់ជាដំណាក់កាលតែមួយនៃ 4H-SiC ដោយមិនមានការរួមបញ្ចូលពហុប្រភេទ។ តម្លៃ FWHM នៃកំពូលភ្នំ (0004) ដែលទទួលបានពីការវិភាគខ្សែកោង X-ray គឺ 18.9 arcseconds ដែលបញ្ជាក់ពីគុណភាពគ្រីស្តាល់ល្អ។
រូបភាពទី 4: (a) គ្រីស្តាល់ SiC ដែលកំពុងលូតលាស់ (អត្រាកំណើន 1.46 ម.ម/ម៉) និងលទ្ធផលវាយតម្លៃរបស់វាជាមួយនឹង (ខ) ការធ្វើកោសល្យវិច័យផ្នែកឆ្លងកាត់ (គ) មីក្រូរ៉ាម៉ាន spectroscopy (ឃ) ខ្សែកោងកាំរស្មីអ៊ិច និង ( ង) ភូមិសាស្ត្រកាំរស្មីអ៊ិច។
រូបភាពទី 4e បង្ហាញពីសណ្ឋានដីកាំរស្មីអ៊ិចនៃធ្នឹមពណ៌ស ដែលកំណត់អត្តសញ្ញាណស្នាមឆ្កូត និងការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ខ្សែស្រឡាយនៅក្នុង wafer ប៉ូលានៃគ្រីស្តាល់ដែលលូតលាស់។ ដង់ស៊ីតេ dislocation នៃគ្រីស្តាល់ដែលលូតលាស់ត្រូវបានវាស់ជា ∼3000 ea/cm² ខ្ពស់ជាងបន្តិចនៃដង់ស៊ីតេ dislocation នៃ crystal seed នោះគឺ ∼2000 ea/cm²។ គ្រីស្តាល់ដែលលូតលាស់ត្រូវបានគេបញ្ជាក់ថាមានដង់ស៊ីតេផ្លាស់ទីទាបដែលអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងគុណភាពគ្រីស្តាល់នៃ wafers ពាណិជ្ជកម្ម។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ ការរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃគ្រីស្តាល់ SiC ត្រូវបានសម្រេចដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ PVT ជាមួយនឹងប្រភព CVD-SiC កំទេចក្រោមជម្រាលសីតុណ្ហភាពដ៏ធំមួយ។ កំហាប់ B, Al, និង N ក្នុងគ្រីស្តាល់ដែលលូតលាស់គឺ 2.18 × 10¹⁶, 7.61 × 10¹⁵ និង 1.98 × 10¹⁹ អាតូម/cm³ រៀងគ្នា។ កំហាប់ P នៅក្នុងគ្រីស្តាល់ដែលលូតលាស់គឺទាបជាងដែនកំណត់នៃការរកឃើញ (<1.0 × 10¹⁴ atoms/cm³) ។ ការប្រមូលផ្តុំមិនបរិសុទ្ធមានកម្រិតទាបគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនបន្ទុក លើកលែងតែ N ដែលត្រូវបានលុបចោលដោយចេតនាក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការ CVD ។
ទោះបីជាការលូតលាស់របស់គ្រីស្តាល់នៅក្នុងការសិក្សានេះគឺមានលក្ខណៈតូចតាចដោយគិតគូរពីផលិតផលពាណិជ្ជកម្មក៏ដោយ ការបង្ហាញជោគជ័យនៃកំណើន SiC យ៉ាងឆាប់រហ័សជាមួយនឹងគុណភាពគ្រីស្តាល់ល្អដោយប្រើប្រភព CVD-SiC តាមរយៈវិធីសាស្ត្រ PVT មានផលប៉ះពាល់យ៉ាងសំខាន់។ ចាប់តាំងពីប្រភព CVD-SiC ទោះបីជាលក្ខណៈសម្បត្តិដ៏ល្អឥតខ្ចោះរបស់ពួកគេគឺមានតម្លៃប្រកួតប្រជែងដោយការកែច្នៃវត្ថុធាតុដើមដែលបានបោះចោល យើងរំពឹងថាការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយរបស់ពួកគេជាប្រភព SiC ដ៏ជោគជ័យដើម្បីជំនួសប្រភពម្សៅ SiC ។ ដើម្បីអនុវត្តប្រភព CVD-SiC សម្រាប់កំណើនយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃ SiC ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពការចែកចាយសីតុណ្ហភាពនៅក្នុងប្រព័ន្ធ PVT គឺត្រូវបានទាមទារ ដោយដាក់សំណួរបន្ថែមសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវនាពេលអនាគត។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
នៅក្នុងការសិក្សានេះ ការបង្ហាញជោគជ័យនៃការលូតលាស់គ្រីស្តាល់ SiC យ៉ាងឆាប់រហ័សដោយប្រើប្លុក CVD-SiC កំទេចក្រោមលក្ខខណ្ឌជម្រាលសីតុណ្ហភាពខ្ពស់តាមរយៈវិធីសាស្ត្រ PVT ត្រូវបានសម្រេច។ គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ ការរីកចម្រើនយ៉ាងឆាប់រហ័សនៃគ្រីស្តាល់ SiC ត្រូវបានដឹងដោយការជំនួសប្រភព SiC ជាមួយនឹងវិធីសាស្ត្រ PVT ។ វិធីសាស្រ្តនេះត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពផលិតកម្មទ្រង់ទ្រាយធំនៃគ្រីស្តាល់តែមួយ SiC យ៉ាងខ្លាំង ទីបំផុតកាត់បន្ថយតម្លៃឯកតានៃស្រទាប់ខាងក្រោម SiC និងលើកកម្ពស់ការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៃឧបករណ៍ថាមពលដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ១៩ ខែកក្កដា ឆ្នាំ ២០២៤