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| ब्रांड नाम: | ZMSH |
| एमओक्यू: | 1-3 |
सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) अपने अद्वितीय गुणों के कारण अर्धचालक उद्योग में एक महत्वपूर्ण सामग्री के रूप में उभरा है, जैसे कि एक व्यापक बैंडगैप, उच्च थर्मल चालकता,और असाधारण यांत्रिक शक्तिसीआईसी बीज क्रिस्टल उच्च गुणवत्ता वाले सीआईसी एकल क्रिस्टल के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जो उच्च शक्ति और उच्च आवृत्ति वाले उपकरणों सहित विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक हैं।
सीआईसी बीज क्रिस्टल छोटे क्रिस्टलीय संरचनाएं हैं जो बड़े सीआईसी एकल क्रिस्टल के विकास के लिए प्रारंभिक बिंदु के रूप में कार्य करती हैं।उनके पास वांछित अंतिम उत्पाद के समान क्रिस्टल अभिविन्यास होता हैबीज क्रिस्टल एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है, बढ़ते क्रिस्टल में परमाणुओं की व्यवस्था का मार्गदर्शन करता है।
| संपत्ति | मूल्य / वर्णन | इकाई / नोट्स |
| क्रिस्टल संरचना | 4H, 6H, 3C (सबसे आमः बिजली उपकरणों के लिए 4H) | बहुप्रकार स्टैकिंग अनुक्रम में भिन्न होते हैं |
| ग्रिड पैरामीटर | a=3.073Å, c=10.053Å (4H-SiC) | हेक्सागोनल प्रणाली |
| घनत्व | 3.21 | जी/सेमी3 |
| पिघलने का बिंदु | 3100 (उच्चतम) | °C |
| ऊष्मा चालकता | 490 (°C), 390 (°C) (4H-SiC) | W/(m·K |
| थर्मल विस्तार | 4.2×10−6 (?? c), 4.68×10−6 (?? c) | K−1 |
| बैंड गैप | 3.26 (4H), 3.02 (6H), 2.36 (3C) | eV /300K |
| कठोरता (मोह) | 9.2-9.6 | हीरे के बाद दूसरा |
| अपवर्तक सूचकांक | 2.65 @ 633nm (4H-SiC) | |
| डायलेक्ट्रिक निरंतर | 9.66 (~c), 10.03 (~c) (4H-SiC) | 1MHz |
| टूटने का क्षेत्र | ~3×106 | V/cm |
| इलेक्ट्रॉन गतिशीलता | 900-1000 (4H) | cm2/(V·s) |
| छेद गतिशीलता | 100-120 (4H) | cm2/(V·s) |
| विस्थापन घनत्व | <103 (सर्वश्रेष्ठ व्यावसायिक बीज) | सेमी−2 |
| माइक्रोपाइप घनत्व | <0.1 (अत्याधुनिक) | सेमी−2 |
| कट-ऑफ कोण | आम तौर पर 4° या 8° <11-20> की ओर | चरण-नियंत्रित श्मशान के लिए |
| व्यास | 100 मिमी (4"), 150 मिमी (6"), 200 मिमी (8") | व्यावसायिक उपलब्धता |
| सतह की कठोरता | <0.2nm (एपी-तैयार) | रा (परमाणु स्तर की चमक) |
| अभिविन्यास | (0001) सी-फेस या सी-फेस | एपिटाक्सियल वृद्धि को प्रभावित करता है |
| प्रतिरोध | 102-105 (अर्ध-अछूता) | Ω·cm |
सीआईसी बीज क्रिस्टल के लिए विशिष्ट व्यास 153 मिमी से 208 मिमी तक होते हैं, जिसमें 153 मिमी, 155 मिमी, 203 मिमी, 205 मिमी और 208 मिमी जैसे विशिष्ट आकार शामिल हैं।इन आयामों का चयन अपेक्षित आवेदन और परिणामी एकल क्रिस्टल के वांछित आकार के आधार पर किया जाता है.
इन छोटे व्यासों का उपयोग अक्सर प्रारंभिक प्रयोगात्मक सेटअप या उन अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है जिनके लिए छोटे वेफर्स की आवश्यकता होती है।वे शोधकर्ताओं को बड़े पैमाने पर अध्ययन की आवश्यकता के बिना विभिन्न विकास स्थितियों और मापदंडों का पता लगाने की अनुमति देते हैं।, अधिक महंगा उपकरण।
इन प्रकार के मध्यम व्यास के क्रिस्टल का उपयोग आमतौर पर औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। वे सामग्री के उपयोग और अंतिम एकल क्रिस्टल के आकार के बीच संतुलन प्रदान करते हैं।इन आकारों को अक्सर पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और उच्च आवृत्ति उपकरणों के उत्पादन में नियोजित किया जाता है.
उपलब्ध सबसे बड़े बीज क्रिस्टल, जैसे कि 208 मिमी के व्यास वाले, आमतौर पर उच्च मात्रा में उत्पादन के लिए उपयोग किए जाते हैं। वे बड़े एकल क्रिस्टल के विकास की अनुमति देते हैं,जो विनिर्माण के लिए कई वेफर्स में कटा जा सकता हैयह आकार ऑटोमोबाइल और एयरोस्पेस उद्योगों में विशेष रूप से फायदेमंद है, जहां उच्च प्रदर्शन वाले घटक आवश्यक हैं।
सीआईसी एकल क्रिस्टल की वृद्धि में आमतौर पर कई विधियां शामिल होती हैं, जिनमें से भौतिक वाष्प परिवहन (पीवीटी) विधि सबसे प्रचलित है। इस प्रक्रिया की विशेषता निम्नलिखित चरणों से होती हैः
ग्रेफाइट क्रिज़िबल की तैयारीः SiC पाउडर को एक ग्रेफाइट क्रिज़िबल के नीचे रखा जाता है। फिर क्रिज़िबल को SiC के उपोषण तापमान तक गर्म किया जाता है।
बीज क्रिस्टल का स्थानः सीआईसी बीज क्रिस्टल क्रिस्टल के शीर्ष पर स्थित है। जैसे-जैसे तापमान ढाल स्थापित होते हैं, सीआईसी पाउडर वाष्प में सुब्लीमेट हो जाता है।
संघननः वाष्प पिघल के शीर्ष पर उठता है, जहां यह SiC बीज क्रिस्टल की सतह पर संघनित होता है, जिससे एकल क्रिस्टल का विकास होता है।
विकास प्रक्रिया के दौरान SiC का थर्मोडायनामिक व्यवहार महत्वपूर्ण है।तापमान ढाल और दबाव की स्थिति को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाना चाहिए ताकि इष्टतम विकास दर और क्रिस्टल गुणवत्ता सुनिश्चित हो सकेइन गुणों को समझने से वृद्धि की तकनीक को परिष्कृत करने और उपज में सुधार करने में मदद मिलती है।
जबकि सीआईसी बीज क्रिस्टल की वृद्धि अच्छी तरह से स्थापित है, कई चुनौतियां बनी हुई हैंः
बीज क्रिस्टल को विकास धारकों से जोड़ते समय, चिपकने वाली परत की एकरूपता जैसे मुद्दे दोषों का कारण बन सकते हैं। खराब आसंजन के परिणामस्वरूप विकास प्रक्रिया के दौरान खोखलेपन या अलग हो सकते हैं।
बीज क्रिस्टल की सतह की गुणवत्ता सफल विकास के लिए महत्वपूर्ण है। कोई भी अपूर्णता क्रिस्टल जाली के माध्यम से फैल सकती है, जिससे अंतिम उत्पाद में दोष हो सकते हैं।
बड़े SiC बीज क्रिस्टल का उत्पादन अक्सर अधिक महंगा होता है और उन्नत विनिर्माण तकनीकों की आवश्यकता होती है। उद्योग के लिए गुणवत्ता और स्केलेबिलिटी के साथ लागत को संतुलित करना एक चुनौती बनी हुई है।
प्रश्न और उत्तर
A:सीआईसी बीज क्रिस्टल के अलग-अलग अभिविन्यास से अलग-अलग विशेषताओं वाले एकल क्रिस्टल उत्पन्न होते हैं। सीआईसी वृद्धि में उपयोग किए जाने वाले सबसे आम अभिविन्यास 4 एच-सीआईसी और 6 एच-सीआईसी हैं,प्रत्येक अलग विद्युत और थर्मल गुणों के साथउन्मुखता का चयन अंतिम उपकरण के प्रदर्शन को प्रभावित करता है, जिससे उपयुक्त बीज क्रिस्टल का चयन महत्वपूर्ण हो जाता है।
