فزیکل ویپر ٹرانسپورٹ (PVT) کا تعارف

SiC کی اپنی خصوصیات اس کی واحد کرسٹل ترقی کا تعین زیادہ مشکل ہے. ماحولیاتی دباؤ پر Si:C=1:1 مائع مرحلے کی عدم موجودگی کی وجہ سے، سیمی کنڈکٹر انڈسٹری کے مرکزی دھارے کے ذریعہ اپنایا گیا زیادہ پختہ نمو کے عمل کو زیادہ پختہ نمو کے طریقہ کار کو بڑھنے کے لیے استعمال نہیں کیا جا سکتا ہے۔ طریقہ اور ترقی کے دیگر طریقے۔ نظریاتی حساب کے بعد، صرف اس صورت میں جب دباؤ 105 atm سے زیادہ ہو اور درجہ حرارت 3200 ℃ سے زیادہ ہو، کیا ہم Si:C = 1:1 محلول کا stoichiometric تناسب حاصل کر سکتے ہیں۔ pvt طریقہ فی الحال زیادہ مرکزی دھارے کے طریقوں میں سے ایک ہے۔

PVT طریقہ کار میں نمو کے آلات، سادہ اور قابل کنٹرول عمل کے لیے کم تقاضے ہیں، اور ٹیکنالوجی کی ترقی نسبتاً پختہ ہے، اور پہلے ہی صنعتی ہو چکی ہے۔ PVT طریقہ کار کی ساخت نیچے دی گئی تصویر میں دکھائی گئی ہے۔

محوری اور شعاعی درجہ حرارت کے میدان کے ضابطے کو گریفائٹ کروسیبل کی بیرونی حرارت کے تحفظ کی حالت کو کنٹرول کرکے محسوس کیا جاسکتا ہے۔ SiC پاؤڈر اعلی درجہ حرارت کے ساتھ گریفائٹ کروسیبل کے نچلے حصے میں رکھا جاتا ہے، اور SiC سیڈ کرسٹل کو گریفائٹ کروسیبل کے اوپر کم درجہ حرارت کے ساتھ طے کیا جاتا ہے۔ پاؤڈر اور بیج کرسٹل کے درمیان فاصلہ عام طور پر دسیوں ملی میٹر تک کنٹرول کیا جاتا ہے تاکہ بڑھتے ہوئے سنگل کرسٹل اور پاؤڈر کے درمیان رابطے سے بچ سکیں۔

درجہ حرارت کا میلان عام طور پر 15-35 ° C/cm وقفہ کی حد میں ہوتا ہے۔ 50-5000 Pa کے دباؤ پر غیر فعال گیس کو کنویکشن بڑھانے کے لیے بھٹی میں برقرار رکھا جاتا ہے۔ SiC پاؤڈر کو مختلف حرارتی طریقوں سے 2000-2500°C پر گرم کیا جاتا ہے (انڈکشن ہیٹنگ اور ریزسٹنس ہیٹنگ، متعلقہ سامان انڈکشن فرنس اور ریزسٹنس فرنس ہے)، اور خام پاؤڈر گیس فیز کے اجزاء جیسے Si، Si2C میں گل جاتا ہے اور گل جاتا ہے۔ , SiC2، وغیرہ، جو گیس کنویکشن کے ساتھ سیڈ کرسٹل اینڈ پر لے جایا جاتا ہے، اور SiC کرسٹل کو سیڈ کرسٹل پر کرسٹلائز کیا جاتا ہے تاکہ سنگل کرسٹل گروتھ حاصل کی جا سکے۔ اس کی عام ترقی کی شرح 0.1-2 ملی میٹر فی گھنٹہ ہے۔

فی الحال، PVT طریقہ تیار اور پختہ ہوچکا ہے، اور ہر سال لاکھوں ٹکڑوں کی بڑے پیمانے پر پیداوار کا احساس کر سکتا ہے، اور اس کی پروسیسنگ کا سائز 6 انچ ہو چکا ہے، اور اب یہ 8 انچ تک ترقی کر رہا ہے، اور اس سے متعلقہ بھی ہیں۔ 8 انچ سبسٹریٹ چپ کے نمونوں کی وصولی کا استعمال کرتے ہوئے کمپنیوں. تاہم، PVT طریقہ میں اب بھی درج ذیل مسائل ہیں:

• بڑے سائز کے SiC سبسٹریٹ کی تیاری کی ٹیکنالوجی ابھی تک نادان ہے۔ چونکہ PVT طریقہ صرف طول بلد لمبی موٹی میں ہو سکتا ہے، اس لیے قاطع توسیع کا احساس کرنا مشکل ہے۔ بڑے قطر کے SiC ویفرز کو حاصل کرنے کے لیے اکثر بڑی رقم اور محنت کی سرمایہ کاری کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، اور موجودہ SiC ویفر کے سائز میں توسیع کے ساتھ، یہ مشکل بتدریج بڑھے گی۔ (Si کی ترقی کے طور پر ایک ہی).
• PVT طریقہ سے اگائے گئے SiC سبسٹریٹس پر نقائص کی موجودہ سطح اب بھی زیادہ ہے۔ نقل مکانی بلاکنگ وولٹیج کو کم کرتی ہے اور SiC ڈیوائسز کے لیکیج کرنٹ کو بڑھاتی ہے، جو SiC ڈیوائسز کے اطلاق کو متاثر کرتی ہے۔
• P-type substrates PVT کے ذریعے تیار کرنا مشکل ہے۔ فی الحال SiC ڈیوائسز بنیادی طور پر یونی پولر ڈیوائسز ہیں۔ مستقبل کے ہائی وولٹیج دو قطبی آلات کو پی قسم کے سبسٹریٹس کی ضرورت ہوگی۔ پی ٹائپ سبسٹریٹ کا استعمال N-type epitaxial کی نمو کا احساس کر سکتا ہے، N-type substrate پر P-type epitaxial کی ترقی کے مقابلے میں کیریئر کی نقل و حرکت زیادہ ہوتی ہے، جو SiC آلات کی کارکردگی کو مزید بہتر بنا سکتی ہے۔