1. সিলিকন কার্বাইড পরিচিতি
সেমিকন্ডাক্টর উপকরণগুলি বিশ্বব্যাপী উচ্চ-প্রযুক্তি প্রতিযোগিতা এবং প্রধান-শক্তির প্রতিদ্বন্দ্বিতার কেন্দ্রবিন্দু হয়ে উঠেছে। তাদের মধ্যে, সিলিকন কার্বাইড (SiC) দ্বারা উপস্থাপিত প্রশস্ত-ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর উপকরণগুলি, পরবর্তী-প্রজন্মের মোবাইল যোগাযোগ, স্মার্ট গ্রিড, উচ্চ-গতির রেল পরিবহন, নতুন শক্তির যান এবং ভোক্তা ইলেকট্রনিক গাড়ির মতো গুরুত্বপূর্ণ ক্ষেত্রে বড়-অ্যাপ্লিকেশানগুলিতে প্রয়োগ করা হয়েছে। সিলিকন কার্বাইড একটি প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ, উচ্চ ভাঙ্গন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, উচ্চ ইলেক্ট্রন স্যাচুরেশন বেগ এবং শক্তিশালী বিকিরণ প্রতিরোধের বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এটি সিলিকন ভিত্তিক সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের কার্যক্ষমতার সীমা ভেঙ্গে যেতে পারে এবং এটিকে পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স এবং মাইক্রোওয়েভ রেডিও{10}}ফ্রিকোয়েন্সি ডিভাইসের "CPU" হিসাবে বিবেচনা করা হয়, সেইসাথে সবুজ অর্থনীতির "কোর চিপ" [1]।
সিলিকন কার্বাইডের ক্রিস্টাল স্ট্রাকচার
সিলিকন কার্বাইড হল একটি IV-IV যৌগ যার অনন্য ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। Si এবং C পরমাণু sp³ হাইব্রিড অরবিটালে ইলেকট্রন জোড়া ভাগ করে সমযোজী বন্ধন গঠন করে, যার ফলে SiC স্ফটিক গঠনের জন্য একটি টেট্রাহেড্রাল বন্ধন গঠন হয়। সিলিকন কার্বাইডের 200 টিরও বেশি পলিটাইপ রয়েছে, যেগুলি বিভিন্ন ক্রমানুসারে Si-C বাইলেয়ারগুলিকে স্ট্যাক করে তৈরি করা হয়। পরিচিত পলিটাইপগুলির মধ্যে রয়েছে 2H-SiC, 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC, 15R-SiC, ইত্যাদি। পলিটাইপ উপাধিটি সি-সি প্রতি ইউনিট সেলের জন্য C-এর জন্য C-এর সংখ্যার উপর ভিত্তি করে কিউবিক, ষড়ভুজের জন্য H, রম্বোহেড্রালের জন্য R)। বিভিন্ন SiC পলিটাইপগুলির বিভিন্ন ইলেকট্রনিক, অপটিক্যাল এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে, এইভাবে বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে স্বতন্ত্র সুবিধাগুলি অফার করে [2-4]।
3C-SiC: 3C-SiC হল সবচেয়ে সহজ পলিটাইপ, একটি ঘন ঘন-প্যাকড কাঠামো সহ। Si এবং C পরমাণু একটি নির্দিষ্ট ত্রিমাত্রিক প্যাটার্নে সাজানো হয়, যা একটি অত্যন্ত প্রতিসম স্ফটিক গঠন করে। এর প্রতিসাম্যতার কারণে, 3C-SiC এর তুলনামূলকভাবে দুর্বল ইলেকট্রনিক এবং অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য রয়েছে, তাই এর ব্যবহারিক প্রয়োগ সীমিত।
4H-SiC এবং 6H-SiC: 3C-SiC এর বিপরীতে, 4H-SiC এবং 6H-SiC-এর ষড়ভুজাকার কাছাকাছি-প্যাকড কাঠামো রয়েছে। উভয় পলিটাইপই ইলেকট্রন গতিশীলতা, তাপ পরিবাহিতা এবং ব্যান্ডগ্যাপে 3C-SiC এর থেকে উচ্চতর. 4H-SiC এর উচ্চতর ইলেকট্রন গতিশীলতা রয়েছে, এটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ-শক্তির ইলেকট্রনিক ডিভাইস এবং 5G যোগাযোগে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত নতুন শক্তির গাড়ির জন্য আরও আদর্শ করে তোলে। ইত্যাদি. 6H-SiC এর একটি বৃহত্তর ব্যান্ডগ্যাপ রয়েছে, যা এটিকে উচ্চ-তাপমাত্রা এবং উচ্চ-বিকিরণ পরিবেশে আরও ভাল কার্য সম্পাদন করে তোলে [4]।
সিলিকন কার্বাইডের দেশীয় ও আন্তর্জাতিক উন্নয়নের সংক্ষিপ্ত বিবরণ
1990-এর দশকে, ক্রি এবং ওয়েস্টিংহাউসের মতো বিদেশী কোম্পানিগুলি ইতিমধ্যেই 2-4 ইঞ্চি SiC সাবস্ট্রেটের বিকাশ ও উৎপাদনে নেতৃত্ব দিয়েছিল। 21 শতকে প্রবেশ করে, ক্রমাগত প্রযুক্তিগত পুনরাবৃত্তির সাথে, 6- ইঞ্চি SiC ওয়েফারগুলি ধীরে ধীরে বাজারে মূলধারায় পরিণত হয়েছে৷ বৈদ্যুতিক যানবাহন এবং নতুন শক্তি শিল্পের বিস্ফোরক বৃদ্ধি দ্বারা চালিত, SiC উপকরণগুলির জন্য বিশ্বব্যাপী চাহিদা বৃদ্ধি অব্যাহত রয়েছে। দেশি এবং বিদেশী উদ্যোগ এবং গবেষণা প্রতিষ্ঠানগুলি বড়-আকার, উচ্চ{11}}মানের SiC ওয়েফারগুলিতে R&D বিনিয়োগ বাড়িয়েছে৷ বর্তমানে, আন্তর্জাতিক নির্মাতারা যেমন Wolfspeed, II{15}VI, এবং Rohm 8-ইঞ্চি SiC সাবস্ট্রেটের ব্যাপক উৎপাদন অর্জন করেছে। চীনের "14 তম পঞ্চবার্ষিক পরিকল্পনা" এর অনুপ্রেরণায়, গার্হস্থ্য 8-ইঞ্চি SiC সাবস্ট্রেট উত্পাদনও শিল্পায়নের পর্যায়ে প্রবেশ করেছে, ট্যাঙ্কব্লু, SICC এবং জিংশেং মেকানিক্যাল অ্যান্ড ইলেকট্রিক্যালের মতো কোম্পানিগুলি ধারাবাহিকভাবে 8-ইঞ্চি SiC সাবস্ট্রেটের ব্যাচ সরবরাহ ঘোষণা করেছে [5]।
বর্তমানে, 6-ইঞ্চি SiC বিশ্বব্যাপী বাণিজ্যিক মূলধারা রয়ে গেছে, যখন 8-ইঞ্চি পণ্য শিল্পায়নের দিকে ত্বরান্বিত হচ্ছে। 12-ইঞ্চি SiC ক্ষেত্রে কেন্দ্রীভূত অগ্রগতিগুলি তৃতীয় প্রজন্মের সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ মোড় চিহ্নিত করে৷ SICC, Jingsheng Mechanical & Electrical, Jingyue Semiconductor, Tiancheng Semiconductor, Keyou সেমিকন্ডাক্টর, Hoshine Silicon, Nansha Jingyuan, GlobalWafers, Shuoke Crystal, সেইসাথে US-ভিত্তিক Wolfspeed সহ দেশীয় কোম্পানিগুলি সিঙ্গল-1-এর উন্নয়নে বড় অগ্রগতি করেছে।
2. সিলিকন কার্বাইড একক ক্রিস্টাল প্রস্তুত করার পদ্ধতি
বর্তমানে, উচ্চ-মানের SiC একক স্ফটিক তৈরি করতে সক্ষম তিনটি প্রধান পদ্ধতি হল ভৌত বাষ্প পরিবহন (PVT) পদ্ধতি, উচ্চ-তাপমাত্রা রাসায়নিক বাষ্প জমা (HTCVD) পদ্ধতি এবং শীর্ষ-বীজযুক্ত সমাধান বৃদ্ধি (TSSG) পদ্ধতি৷
শারীরিক বাষ্প পরিবহন (PVT) পদ্ধতি
1955 সালে, লেলি প্রথম SiC একক স্ফটিক বৃদ্ধির জন্য পরমানন্দ পদ্ধতি ব্যবহার করেন। যাইহোক, এই পদ্ধতির অনেকগুলি অন্তর্নিহিত ত্রুটি ছিল: অত্যন্ত উচ্চ বৃদ্ধির তাপমাত্রা, সঠিকভাবে নিউক্লিয়েশন নিয়ন্ত্রণে অসুবিধা, কম বৃদ্ধির দক্ষতা, ফলস্বরূপ ক্রিস্টালগুলিতে বৈদ্যুতিক পরামিতিগুলির বিস্তৃত বিচ্ছুরণ এবং সাধারণত ছোট স্ফটিক আকার। ফলস্বরূপ, লেলি পদ্ধতিতে উত্পাদিত SiC স্ফটিকগুলির গুণমান খারাপ ছিল, যখন খরচ বেশি ছিল। এই প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জটি 1978 সাল পর্যন্ত কাটিয়ে উঠতে পারেনি, যখন তাইরভ এবং সহকর্মীরা ঐতিহ্যগত লেলি পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে বৃদ্ধি প্রক্রিয়ায় একটি বীজ স্ফটিক প্রবর্তন করেছিলেন, যা নিউক্লিয়েশনের উপর কার্যকর নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করে এবং বৃদ্ধির তাপমাত্রা হ্রাস করে। এই পদ্ধতিটি পরিবর্তিত লেলি পদ্ধতি হিসাবে পরিচিত হয়ে ওঠে, অর্থাৎ, শারীরিক বাষ্প পরিবহন পদ্ধতি [6-9]।
PVT পদ্ধতিতে পরিপক্ক প্রযুক্তি এবং শক্তিশালী নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা রয়েছে এবং এটি বর্তমানে উচ্চ-গুণমান, বড়-SIC উৎপাদনের প্রাথমিক পদ্ধতি। এই পদ্ধতিতে, SiC পাউডার একটি গ্রাফাইট ক্রুসিবলের নীচে স্থাপন করা হয়, এবং একটি SiC বীজ স্ফটিক শীর্ষে স্থাপন করা হয়। গ্রাফাইট ক্রুসিবলকে SiC-এর পরমানন্দ তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়, যার ফলে পাউডারটি Si vapor, Si₂C এবং SiC₂ এর মতো গ্যাসীয় প্রজাতিতে পচে যায়। একটি অক্ষীয় তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট দ্বারা চালিত, এই প্রজাতিগুলি ক্রুসিবলের শীর্ষে উত্কৃষ্ট এবং SiC বীজ পৃষ্ঠে ঘনীভূত হয়, SiC একক স্ফটিকের মধ্যে স্ফটিক হয়ে যায় [6]। এই পদ্ধতিটি ব্যাপক-বড়-আকার, উচ্চ-বিশুদ্ধতা SiC উত্পাদন করতে পারে এবং এটি বড়-শিল্প উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত, তবে এর অসুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছে ধীর বৃদ্ধির হার এবং যথেষ্ট সরঞ্জামের প্রয়োজন, যার ফলে উচ্চ উৎপাদন খরচ হয়৷
PVT বৃদ্ধির প্রক্রিয়ার জন্য, তাপমাত্রা, তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট, ক্রুসিবল চাপ, বীজ এবং পলিক্রিস্টালাইন পাউডারের মধ্যে দূরত্ব এবং পাউডার বিশুদ্ধতা সহ অনেক কারণগুলি SiC স্ফটিক বৃদ্ধিকে প্রভাবিত করে।
1.1 SiC পাউডার সংশ্লেষণ
SiC পাউডার, একক স্ফটিকের সংশ্লেষণ এবং ক্রমবর্ধমান জন্য কাঁচামাল হিসাবে, সরাসরি বেড়ে ওঠা স্ফটিকগুলির গুণমান এবং বৈদ্যুতিক রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে। বৃদ্ধির সময় রচনাগত বিচ্ছিন্নতা হ্রাস করা, অপবিত্রতা সামগ্রী হ্রাস করা এবং পরিবহন কর্মক্ষমতা উন্নত করা পাউডার প্রস্তুতি এবং প্রিট্রিটমেন্টের গুরুত্বপূর্ণ লক্ষ্য [8]।
ক্রমবর্ধমান একক ক্রিস্টালের জন্য ব্যবহৃত SiC পাউডারটি অবশ্যই খুব উচ্চ বিশুদ্ধতার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হবে, অশুদ্ধতা উপাদান আদর্শভাবে 0.001% এর নিচে। SiC পাউডার প্রস্তুত করার জন্য অনেক পদ্ধতি রয়েছে, যেগুলিকে কাঁচামালের প্রাথমিক অবস্থা অনুসারে কঠিন-ফেজ, তরল-ফেজ এবং গ্যাস-ফেজ পদ্ধতিতে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। কঠিন-ফেজ পদ্ধতিগুলির মধ্যে প্রধানত কার্বোথার্মাল হ্রাস, যান্ত্রিক চূর্ণ, এবং স্ব-উচ্চ তাপমাত্রা সংশ্লেষণ-সম্প্রসারণ; তরল-ফেজ পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে সল-জেল এবং পলিমার পচন; গ্যাস-ফেজ পদ্ধতির মধ্যে রাসায়নিক বাষ্প জমা এবং প্লাজমা পদ্ধতি অন্তর্ভুক্ত। এর মধ্যে, গ্যাস-ফেজ পদ্ধতিগুলি গ্যাসের উত্সগুলিতে অশুদ্ধতার মাত্রা নিয়ন্ত্রণ করে উচ্চ-বিশুদ্ধতা SiC পাউডার পেতে পারে; তরল-ফেজ পদ্ধতিগুলির মধ্যে, শুধুমাত্র সল-জেল পদ্ধতি একক-স্ফটিক বৃদ্ধির জন্য বিশুদ্ধতার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে পাউডার তৈরি করতে পারে; কঠিন-ফেজ পদ্ধতিগুলির মধ্যে, উন্নত স্ব-উচ্চ প্রচারের-তাপমাত্রা সংশ্লেষণ পদ্ধতি বর্তমানে SiC পাউডার প্রস্তুতির জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত এবং পরিপক্ক প্রক্রিয়া [2,8]।
1.2 ক্রুসিবল
ক্রুসিবলের অভ্যন্তরীণ গঠন সরাসরি বেড়ে ওঠা SiC একক ক্রিস্টালের আকার এবং গুণমানকে প্রভাবিত করে; ক্রুসিবলের অভ্যন্তরে সীমিত বৃদ্ধির ক্ষেত্রটি ব্যাস বৃদ্ধিকে সীমাবদ্ধ করার একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ [7]। উপরন্তু, crucibles উপাদান বিশুদ্ধতা এবং মেশিন কারণের কারণে ধাতব অমেধ্য প্রবর্তন করতে পারে। যখন এই ধরনের অমেধ্য উপস্থিত থাকে, তারা ক্রুসিবলকে অসম গরম করে, চুল্লির ভিতরে তাপমাত্রা ক্ষেত্রের বন্টনকে প্রভাবিত করে এবং এইভাবে স্ফটিক গুণমানকে প্রভাবিত করে। এটি এড়াতে, ক্রুসিবলকে অবশ্যই পরিশোধন চিকিত্সার মধ্য দিয়ে যেতে হবে [2]।
1.3 বীজ ক্রিস্টাল
SiC স্ফটিকগুলির জন্য, বিভিন্ন বৃদ্ধির দিক বিভিন্ন বৃদ্ধির হার প্রদর্শন করে। বৃদ্ধি পৃষ্ঠের পছন্দ এবং বিন্যাস শুধুমাত্র স্ফটিক গুণমান কিন্তু স্ফটিক আকার প্রভাবিত করে। বীজ পৃষ্ঠের আকারবিদ্যা এবং গঠন সরাসরি মাইক্রোপাইপের সংখ্যা এবং স্ফটিকের ত্রুটিগুলিকে প্রভাবিত করে। বড়-আকারের একক স্ফটিক পেতে, একটি বড় বীজ স্ফটিক একটি পূর্বশর্ত। বীজ সংযুক্তি সাধারণত আঠালো ব্যবহার করে অর্জন করা হয়। সাধারণত, পরিবর্তিত ফেনোলিক রজন ইথাইল অ্যাসিটোসেটেটে দ্রবীভূত হয়ে একটি আঠালো তৈরি করে, যা SiC বীজের পিছনে এবং ক্রুসিবল ঢাকনার নীচের পৃষ্ঠে সমানভাবে প্রয়োগ করা হয়। বুদবুদ এবং অতিরিক্ত আঠালো বের করার জন্য বীজ পৃষ্ঠের উপর চাপ প্রয়োগ করা হয়। তারপর ঢাকনাটি গরম করার জন্য একটি ওভেনে রাখা হয় এবং 2 ঘন্টা ধরে রাখা হয়, তারপরে আর্গন বায়ুমণ্ডলে আঠালো কার্বনাইজেশন করা হয়। অসম চাপের কারণে বীজের ফাটল এড়াতে বন্ধনের সময় অভিন্ন চাপ নিশ্চিত করার জন্য যত্ন নেওয়া আবশ্যক [2]।
1.4 বৃদ্ধির পরামিতি
SiC একক-স্ফটিক বৃদ্ধির সময় তাপমাত্রা, চাপ, তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট, গ্যাস সরবরাহ এবং অন্যান্য পরামিতিগুলির সেটিংস সরাসরি জমা করা স্ফটিকগুলির অভিন্নতা, স্ফটিকতা এবং ত্রুটি বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে। স্ফটিক বৃদ্ধির পরামিতিগুলির গবেষণা এবং নকশা সর্বদা একটি মূল ফোকাস হয়েছে। স্ফটিক বৃদ্ধি প্রক্রিয়া প্রধানত তাপমাত্রা এবং চাপ নিয়ন্ত্রণ জড়িত. SiC স্ফটিক বৃদ্ধির মধ্যে তাপ স্থানান্তর, ভর স্থানান্তর এবং রাসায়নিক বিক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত। চুল্লির ভিতরে তাপমাত্রা ক্ষেত্রের বন্টন মূলত SiC একক স্ফটিকের গুণমান এবং বৃদ্ধির হার নির্ধারণ করে। উচ্চ-গুণমান, বড়-আকারের স্ফটিক [৭] পাওয়ার জন্য তাপমাত্রার ক্ষেত্র এবং বাষ্প পরিবহন প্রক্রিয়ার সঠিক বোধগম্যতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
শীর্ষ-বীজযুক্ত সমাধান বৃদ্ধি (TSSG) পদ্ধতি
TSSG পদ্ধতি, যা তরল-ফেজ পদ্ধতি নামেও পরিচিত, SiC একক স্ফটিককে ধীর গতিতে বৃদ্ধি করে, কিন্তু উৎপাদিত স্ফটিকগুলির উচ্চ কাঠামোগত পরিপূর্ণতা রয়েছে। TSSG যন্ত্রটিতে একটি ইন্ডাকশন কয়েল, গ্রাফাইট নিরোধক, একটি গ্রাফাইট ক্রুসিবল, একটি Si গলিত, একটি SiC বীজ স্ফটিক এবং একটি টানার রড রয়েছে। গ্রাফাইট ক্রুসিবল ব্যবহার করা হয় কারণ এটি তাপ-প্রতিরোধী এবং জারা-প্রতিরোধী, Si গলানোর জন্য একটি ধারক হিসাবে পরিবেশন করে এবং এটি স্ফটিক বৃদ্ধির জন্য কার্বন উত্স সরবরাহ করে। সিলিকন কাঁচামাল এবং ডোপ্যান্ট গ্রাফাইট ক্রুসিবলে স্থাপন করা হয়। যেহেতু ক্রুসিবল প্রাচীরের তাপমাত্রা বেশি এবং বীজ রডে কম থাকে, তাই গ্রাফাইট ক্রুসিবল থেকে কার্বন দ্রবীভূত হয় এবং বীজে গলিত সিলিকনের সাথে মিলিত হয়, যা SiC স্ফটিক তৈরি করে। PVT পদ্ধতির তুলনায়, তরল-ফেজ পদ্ধতি সুবিধা দেয় যেমন নিম্ন স্থানচ্যুতি ঘনত্ব, সহজ ব্যাস সম্প্রসারণ, এবং p- ধরনের স্ফটিক পাওয়ার ক্ষমতা। যাইহোক, সমস্যাগুলি অপরিষ্কার বিষয়বস্তু নিয়ন্ত্রণ এবং স্থানান্তর উপাদান নির্বাচন সংক্রান্ত রয়ে গেছে।
যেহেতু TSSG পদ্ধতির সারমর্ম হল সিলিকন গলতে কার্বনের দ্রবীভূতকরণ এবং পুনঃপ্রতিষ্ঠা করা, তাই Si দ্রবণে কার্বন দ্রবণীয়তা বৃদ্ধি করা সফল SiC একক-স্ফটিক বৃদ্ধির চাবিকাঠি। যাইহোক, সিলিকনে কার্বনের দ্রবণীয়তা অত্যন্ত কম, প্রায় 13% এমনকি 3037 K এর পেরিটেটিক তাপমাত্রায়ও। তাছাড়া, সিলিকন সরাসরি 2273 K এর উপরে বাষ্প হয়ে যায়, তাই কার্বন দ্রবণীয়তা বাড়াতে Si দ্রবণে অন্যান্য পরিবর্তন বা বিরল-পৃথিবীর উপাদান যোগ করতে হবে। অতএব, টিএসএসজি পদ্ধতিতে সফল SiC স্ফটিক বৃদ্ধির জন্য একটি উপযুক্ত দ্রাবক নির্বাচন করা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ। আরেকটি মূল গবেষণা ফোকাস হল বৃদ্ধির সময় গতিপ্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করা। অতিরিক্তভাবে, দ্রাবক অন্তর্ভুক্তি এবং পলিটাইপ নিয়ন্ত্রণ সমাধান বৃদ্ধিতে গুরুত্বপূর্ণ বিষয় [5,10]।
উচ্চ-তাপমাত্রা রাসায়নিক বাষ্প জমা (HTCVD) পদ্ধতি
HTCVD চুল্লিতে একটি গ্রাফাইট ক্রুসিবল থাকে যার উপরে একটি বীজ স্ফটিক থাকে, বাহ্যিক নিরোধক এবং ইন্ডাকশন হিটিং থাকে। কাঁচামাল হল গ্যাসীয় সিলিকন- এবং কার্বন-যুক্ত যৌগ যেমন SiH₄, SiCl₄, C₃H₈, এবং C₂H₂। চুল্লির অভ্যন্তরে তাপমাত্রা এবং চাপ নিয়ন্ত্রণ করে, SiC 2200 ডিগ্রি -2500 ডিগ্রি তাপমাত্রায় বীজের উপর বৃদ্ধি পায়। PVT পদ্ধতির সাথে তুলনা করে, HTCVD পদ্ধতি উচ্চ বিশুদ্ধতা, C/Si অনুপাতের সুবিধাজনক নিয়ন্ত্রণ এবং উৎস উপকরণের ক্রমাগত সরবরাহের মতো সুবিধা প্রদান করে। এর অসুবিধাগুলি হল যে সিলিকন এবং কার্বন উভয় উত্সই গ্যাস থেকে আসে এবং উচ্চ বৃদ্ধির তাপমাত্রা উচ্চ শক্তি খরচ এবং উত্পাদন খরচের দিকে পরিচালিত করে [2-3]।
3. সিলিকন কার্বাইড একক স্ফটিক উন্নয়ন প্রবণতা
সামনের দিকে তাকিয়ে, উচ্চ-গুণমানের SiC একক-ক্রিস্টাল প্রস্তুতি প্রযুক্তি চারটি প্রধান দিকে আপগ্রেড করতে থাকবে: বড়-আকার, উচ্চ-গুণমান, কম-খরচ, এবং বুদ্ধিমান [11]:
বড়-আকার: SiC একক স্ফটিকগুলির ব্যাস প্রারম্ভিক মিলিমিটার-স্কেল থেকে বর্তমান 6-ইঞ্চি, 8-ইঞ্চি এবং এমনকি 12-ইঞ্চি এবং তারও বেশি প্রসারিত হয়েছে। বড় আকারের স্ফটিক প্রস্তুতি উল্লেখযোগ্যভাবে উত্পাদন দক্ষতা উন্নত করতে পারে, ইউনিট উত্পাদন খরচ কমাতে পারে এবং উচ্চ-শক্তি পাওয়ার ইলেকট্রনিক ডিভাইসের চাহিদাগুলি আরও ভালভাবে পূরণ করতে পারে।
উচ্চ-গুণমান: উচ্চ-গুণমানের SiC সাবস্ট্রেট হল নির্ভরযোগ্য উচ্চ-কার্যক্ষমতা সম্পন্ন ডিভাইসের মূল ভিত্তি। যদিও SiC একক-স্ফটিক গুণমান অনেক উন্নত হয়েছে, মাইক্রোপাইপ, স্থানচ্যুতি এবং অমেধ্যগুলির মতো ক্রিস্টাল ত্রুটিগুলি ব্যাপকভাবে রয়ে গেছে, যা সরাসরি ডিভাইসের কার্যকারিতা এবং দীর্ঘ-নির্ভরযোগ্যতাকে প্রভাবিত করে৷ ভবিষ্যত প্রচেষ্টা ত্রুটি নিয়ন্ত্রণে ক্রমাগত সাফল্যের উপর ফোকাস করবে।
কম-খরচ: বর্তমানে, SiC একক-ক্রিস্টাল প্রস্তুতির তুলনামূলকভাবে উচ্চ খরচ আরও পরিস্থিতিতে এর বড়-প্রয়োগকে সীমিত করে। ক্রিস্টাল বৃদ্ধির প্রক্রিয়াগুলি অপ্টিমাইজ করে, ফলন এবং উত্পাদন দক্ষতা উন্নত করে এবং শিল্প শৃঙ্খল জুড়ে কাঁচামাল এবং ভোগ্য খরচ কমিয়ে ভবিষ্যতে খরচ হ্রাস করা যেতে পারে।
বুদ্ধিমান: কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা, বিগ ডেটা এবং অন্যান্য প্রযুক্তির দ্বারা ক্ষমতাপ্রাপ্ত, SiC স্ফটিক বৃদ্ধি প্রক্রিয়া ধীরে ধীরে আরও বুদ্ধিমান হয়ে উঠবে৷ ইন-লাইন সেন্সর এবং স্বয়ংক্রিয় নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা স্থাপনের মাধ্যমে, প্রকৃত-সময় পর্যবেক্ষণ এবং সমগ্র বৃদ্ধি প্রক্রিয়ার সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ অর্জন করা যায়, প্রক্রিয়ার স্থায়িত্ব এবং সামঞ্জস্য উন্নত করা যায়। বড়-ডেটা বিশ্লেষণের সাথে একত্রিত, বৃদ্ধির পরামিতিগুলিকে ক্রিস্টাল গুণমান এবং উত্পাদন দক্ষতা আরও উন্নত করার জন্য পুনরাবৃত্তিমূলকভাবে অপ্টিমাইজ করা যেতে পারে।