Am measg nam prìomh dhòighean airson criostalan singilte silicon carbide fhàs tha Còmhdhail Ceum Corporra (PVT), Fàs Fuasglaidh Sìol-mhullaich (TSSG), agus Tasgadh Ceimigeach Ceum Àrd-Teòthachd (HT-CVD).

Nam measg sin, tha an dòigh PVT air a thighinn gu bhith mar a’ phrìomh dhòigh airson cinneasachadh gnìomhachais air sgàth cho sìmplidh ‘s a tha e a bhith ag obair agus a smachdachadh, agus na cosgaisean uidheamachd is obrachaidh as ìsle.

---

Prìomh Phuingean Teicnigeach Fàs Chriostal SiC a’ cleachdadh Modh PVT

Gus criostalan silicon carbide fhàs a’ cleachdadh an dòigh PVT, feumar grunn thaobhan teicnigeach a smachdachadh gu faiceallach:

1. Purrachd Stuthan Grafait anns an Achadh Teirmeach
   Feumaidh na stuthan grafait a thathar a’ cleachdadh ann an raon teirmeach fàs criostail coinneachadh ri riatanasan teann purrachd. Bu chòir susbaint neo-ghlainead ann am pàirtean grafait a bhith fo 5 × 10⁻⁶, agus airson clòitean inslitheachaidh fo 10 × 10⁻⁶. Gu sònraichte, feumaidh susbaint boron (B) agus alùmanum (Al) a bhith fo 0.1 × 10⁻⁶ gach fear.

2. Polarachd Cheart Criostail Sìl
   Tha dàta empirigeach a’ sealltainn gu bheil an aghaidh-C (0001) freagarrach airson criostalan 4H-SiC fhàs, agus gu bheil an aghaidh-Si (0001) iomchaidh airson fàs 6H-SiC.

3. Cleachdadh Chriostalan Sìl Far-Axis
   Faodaidh sìol far-axis co-chothromachd fàis atharrachadh, lochdan criostail a lughdachadh, agus càileachd criostail nas fheàrr adhartachadh.

4. Dòigh-obrach earbsach airson criostalan sìl a cheangal
   Tha ceangal ceart eadar criostal an t-sìl agus an neach-gleidhidh riatanach airson seasmhachd rè fàs.

5. A’ cumail seasmhachd eadar-aghaidh fàis
   Rè cearcall fàis a’ chriostail gu lèir, feumaidh an eadar-aghaidh fàis fuireach seasmhach gus dèanamh cinnteach à leasachadh criostail àrd-inbhe.

 

---

Prìomh Theicneòlasan ann am Fàs Criostail SiC

1. Teicneòlas Dòpaidh airson Pùdar SiC

Faodaidh dopadh pùdar SiC le cerium (Ce) fàs aon phoileataip leithid 4H-SiC a dhèanamh seasmhach. Tha cleachdadh air sealltainn gum faod dopadh Ce:

• Meudaich ìre fàis criostalan SiC;

• Leasaich treòrachadh criostail airson fàs nas aonfhoirmeil agus nas treòraichte;

• Lùghdaich neo-chunbhalachdan agus easbhaidhean;

• Cuir casg air creimeadh cùil a’ chriostail;

• Meudaich an ìre toraidh criostail singilte.

2. Smachd air Claonaidhean Teirmeach Axial agus Radial

Bidh buaidh aig claonaidhean teòthachd aiseach air polytype criostail agus an ìre fàis. Faodaidh claonadh a tha ro bheag leantainn gu in-ghabhail polytype agus lùghdachadh ann an còmhdhail stuthan anns an ìre smùide. Tha e deatamach claonaidhean aiseach agus rèididheach a bharrachadh airson fàs criostail luath is seasmhach le càileachd cunbhalach.

3. Teicneòlas Smachd air Dì-ghluasad Plèana Bunasach (BPD)

Bidh BPDan a’ cruthachadh sa mhòr-chuid air sgàth cuideam rùsgaidh a’ dol thairis air an stairsneach chudromach ann an criostalan SiC, a’ cur siostaman sleamhnachaidh an gnìomh. Leis gu bheil BPDan ceart-cheàrnach ris an t-slighe fàis, mar as trice bidh iad ag èirigh rè fàs is fuarachadh criostalan. Faodaidh lughdachadh cuideam a-staigh dùmhlachd BPD a lùghdachadh gu mòr.

4. Smachd Co-mheas Co-dhèanamh Ìre Smùid

Tha àrdachadh a’ cho-mheas carbon-gu-silicon anns an ìre smùide na dhòigh dearbhte airson fàs aon phoileataip a bhrosnachadh. Bidh co-mheas àrd C/Si a’ lughdachadh cruinneachadh macrostep agus a’ cumail oighreachd uachdar bhon chriostal sìl, agus mar sin a’ cur casg air cruthachadh phoileataip nach eilear ag iarraidh.

5. Dòighean-obrach Fàs le Ìosal-Stiùiridh

Dh’fhaodadh cuideam rè fàs criostalan leantainn gu plèanaichean lùbte, sgàinidhean, agus dùmhlachdan BPD nas àirde. Faodaidh na lochdan sin gluasad a-steach do shreathan epitaxial agus droch bhuaidh a thoirt air coileanadh innealan.

Seo grunn ro-innleachdan gus cuideam criostail a-staigh a lughdachadh:

• A’ cur atharrachadh air sgaoileadh achaidh teirmeach agus paramadairean pròiseis gus fàs faisg air cothromachadh adhartachadh;

• A’ leasachadh dealbhadh a’ chriostail gus leigeil leis a’ chriostal fàs gu saor gun bhacadh meacanaigeach;

• A’ leasachadh rèiteachadh an t-sìl-ghlèidhidh gus an neo-cho-fhreagarrachd leudachaidh teirmeach eadar an sìol agus an grafait a lùghdachadh rè teasachadh, gu tric le bhith a’ fàgail beàrn 2 mm eadar an sìol agus an t-sìl-ghlèidhidh;

• A’ mìneachadh phròiseasan teasachaidh, a’ leigeil leis a’ chriostal fuarachadh leis an àmhainn, agus ag atharrachadh teòthachd agus fad gus cuideam a-staigh a lughdachadh gu tur.

---

Gluasadan ann an Teicneòlas Fàs Criostail SiC

1. Meudan criostail nas motha
Tha trast-thomhas criostail singilte SiC air a dhol suas bho dìreach beagan mhìlemeatairean gu wafers 6-òirleach, 8-òirleach, agus eadhon 12-òirleach. Bidh wafers nas motha a’ meudachadh èifeachdas cinneasachaidh agus a’ lughdachadh chosgaisean, agus aig an aon àm a’ coinneachadh ri iarrtasan thagraidhean innealan àrd-chumhachd.

2. Càileachd Criostail nas Àirde
Tha criostalan SiC àrd-inbhe riatanach airson innealan àrd-choileanaidh. A dh’aindeoin leasachaidhean mòra, tha lochdan fhathast air criostalan an latha an-diugh leithid meanbh-phìoban, dì-àiteachaidhean, agus neo-chunbhalachdan, agus faodaidh iad sin uile coileanadh agus earbsachd innealan a lughdachadh.

3. Lùghdachadh Cosgais
Tha cinneasachadh criostal SiC fhathast car daor, a’ cuingealachadh gabhail ris nas fharsainge. Tha lughdachadh chosgaisean tro phròiseasan fàis leasaichte, èifeachdas cinneasachaidh nas fheàrr, agus cosgaisean stuthan amh nas ìsle deatamach airson tagraidhean margaidh a leudachadh.

4. Saothrachadh Tuigseach
Le adhartasan ann an inntleachd shaorga agus teicneòlasan dàta mòr, tha fàs criostail SiC a’ gluasad a dh’ionnsaigh phròiseasan tuigseach, fèin-ghluasadach. Faodaidh mothachairean agus siostaman smachd sùil a chumail air suidheachaidhean fàis agus an atharrachadh ann an àm fìor, a’ leasachadh seasmhachd agus ro-innseachd phròiseasan. Faodaidh anailis dàta paramadairean pròiseas agus càileachd criostail a bharrachadh tuilleadh.

Tha leasachadh teicneòlais fàis criostail singilte SiC àrd-inbhe na phrìomh fhòcas ann an rannsachadh stuthan leth-chonnsachaidh. Mar a bhios an teicneòlas a’ dol air adhart, cumaidh dòighean fàis criostail orra a’ leasachadh agus a’ fàs nas fheàrr, a’ toirt bunait làidir airson tagraidhean SiC ann an innealan dealanach àrd-teòthachd, àrd-tricead agus àrd-chumhachd.