စီလီကွန်ကာဗိုက်တစ်ခုတည်း ပုံဆောင်ခဲများ ကြီးထွားမှုအတွက် အဓိကနည်းလမ်းများမှာ Physical Vapor Transport (PVT)၊ Top-Seeded Solution Growth (TSSG) နှင့် High-Temperature Chemical Vapor Deposition (HT-CVD) တို့ ပါဝင်သည်။

ယင်းတို့အထဲမှ PVT နည်းလမ်းသည် ၎င်း၏အတော်လေးရိုးရှင်းသော စက်ကိရိယာတပ်ဆင်မှု၊ လည်ပတ်ရလွယ်ကူမှုနှင့် ထိန်းချုပ်မှု၊ စက်ကိရိယာများနှင့် လည်ပတ်မှုကုန်ကျစရိတ်များ နည်းပါးခြင်းကြောင့် စက်မှုထုတ်လုပ်မှုအတွက် အဓိကနည်းပညာဖြစ်လာသည်။

---

PVT Method ကိုအသုံးပြု၍ SiC Crystal ကြီးထွားမှု၏ အဓိကနည်းပညာဆိုင်ရာအချက်များ

PVT နည်းလမ်းကို အသုံးပြု၍ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ပုံဆောင်ခဲများ ကြီးထွားရန်အတွက် နည်းပညာဆိုင်ရာ ကဏ္ဍများစွာကို ဂရုတစိုက် ထိန်းချုပ်ရမည်-

1. အပူပိုင်းနယ်ပယ်ရှိ Graphite ပစ္စည်းများ၏ သန့်ရှင်းမှု
   ကြည်လင်ကြီးထွားမှုအပူစက်တွင်အသုံးပြုသော ဂရပ်ဖိုက်ပစ္စည်းများသည် တင်းကျပ်သောသန့်ရှင်းမှုလိုအပ်ချက်များနှင့် ကိုက်ညီရပါမည်။ ဂရပ်ဖိုက်အစိတ်အပိုင်းများတွင် အညစ်အကြေးပါဝင်မှုသည် 5×10⁻⁶ နှင့် 10×10⁻⁶ အောက်ရှိ လျှပ်ကာပစ္စည်းများအတွက် ဖြစ်သင့်သည်။ အတိအကျအားဖြင့်၊ ဘိုရွန် (B) နှင့် အလူမီနီယမ် (Al) တို့၏ ပါဝင်မှုတစ်ခုစီသည် 0.1×10⁻⁶ အောက်တွင် ရှိရမည်။

2. အစေ့အရည်ကြည်၏ အသွင်အပြင်မှန်ခြင်း။
   ကိန်းဂဏန်းအချက်အလက်များအရ C-face (0001) သည် 4H-SiC ပုံဆောင်ခဲများ ကြီးထွားရန်အတွက် သင့်လျော်ပြီး Si-face (0001) သည် 6H-SiC ကြီးထွားမှုအတွက် သင့်လျော်ကြောင်း ပြသသည်။

3. Off-Axis Seed Crystals များကို အသုံးပြုခြင်း။
   ဝင်ရိုးမရှိသော အစေ့များသည် ကြီးထွားမှု အချိုးအစားကို ပြောင်းလဲပေးနိုင်သည်၊ ပုံဆောင်ခဲချို့ယွင်းချက်များကို လျှော့ချကာ ပိုမိုကောင်းမွန်သော ပုံဆောင်ခဲအရည်အသွေးကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်သည်။

4. ယုံကြည်စိတ်ချရသော Seed Crystal Bonding Technique
   အစေ့ပုံဆောင်ခဲနှင့် ကိုင်ဆောင်သူကြား သင့်လျော်သော ပေါင်းစည်းမှုသည် ကြီးထွားစဉ်အတွင်း တည်ငြိမ်မှုအတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သည်။

5. Growth Interface ၏ တည်ငြိမ်မှုကို ထိန်းသိမ်းခြင်း။
   ပုံဆောင်ခဲ ကြီးထွားမှု လည်ပတ်မှု တစ်ခုလုံးတွင် အရည်အသွေး မြင့်မားသော ပုံဆောင်ခဲ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုကို သေချာစေရန် တိုးတက်မှု မျက်နှာပြင်သည် တည်ငြိမ်နေရပါမည်။

 

---

SiC Crystal Growth တွင် အဓိကနည်းပညာများ

1. SiC Powder အတွက် Doping နည်းပညာ

စီရီယမ် (Ce) ဖြင့် Doping SiC အမှုန့်သည် 4H-SiC ကဲ့သို့သော တစ်ခုတည်းသော polytype ၏ကြီးထွားမှုကို တည်ငြိမ်စေနိုင်သည်။ Ce doping လုပ်နိုင်တယ်ဆိုတာ လက်တွေ့ပြသထားတယ်။

• SiC crystals များ၏ ကြီးထွားနှုန်းကို မြှင့်တင်ပါ။

• ပိုမိုတူညီပြီး လမ်းကြောင်းမှန်ပေါ်လွင်စေရန် ကြည်လင်သော လမ်းကြောင်းကို မြှင့်တင်ပါ။

• အညစ်အကြေးများနှင့် အပြစ်အနာအဆာများကို လျှော့ချပါ။

• သလင်းကျောက်၏ နောက်ကျောမှ သံချေးတက်ခြင်းကို နှိမ်နှင်းပါ။

• တစ်ခုတည်းသော crystal အထွက်နှုန်းကို မြှင့်တင်ပါ။

2. Axial နှင့် Radial Thermal Gradients များကို ထိန်းချုပ်ခြင်း။

Axial temperature gradient များသည် crystal polytype နှင့် ကြီးထွားနှုန်းအပေါ် သက်ရောက်မှုရှိသည်။ သေးငယ်လွန်းသော gradient သည် polytype ပါဝင်မှုများနှင့် အခိုးအငွေ့အဆင့်တွင် ပစ္စည်းသယ်ယူပို့ဆောင်မှု လျော့ကျသွားနိုင်သည်။ axial နှင့် radial gradients နှစ်ခုစလုံးကို ကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းသည် တသမတ်တည်းအရည်အသွေးဖြင့် လျင်မြန်ပြီး တည်ငြိမ်သော crystal ကြီးထွားမှုအတွက် အရေးကြီးပါသည်။

3. Basal Plane Dislocation (BPD) ထိန်းချုပ်ရေးနည်းပညာ

BPDs များသည် အဓိကအားဖြင့် SiC ပုံဆောင်ခဲများတွင် အရေးပါသော အတိုင်းအတာထက်ကျော်လွန်၍ ချော်ထွက်သောဖိအားကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာခြင်းဖြစ်သည်။ BPDs များသည် ကြီးထွားမှုဦးတည်ချက်နှင့် ထောင့်မှန်ကျသောကြောင့်၊ ၎င်းတို့သည် ပုံမှန်အားဖြင့် ပုံသဏ္ဍာန်ကြီးထွားမှုနှင့် အအေးခံချိန်များတွင် ပေါ်ပေါက်လေ့ရှိသည်။ အတွင်းစိတ်ဖိစီးမှုကို လျှော့ချခြင်းသည် BPD သိပ်သည်းဆကို သိသိသာသာ လျှော့ချနိုင်သည်။

4. Vapor Phase Composition Ratio Control ၊

အခိုးအငွေ့အဆင့်ရှိ ကာဗွန်မှ ဆီလီကွန်အချိုးကို တိုးမြှင့်ခြင်းသည် အမျိုးအစားတစ်ခုတည်း ကြီးထွားမှုကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် သက်သေပြနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ မြင့်မားသော C/Si အချိုးသည် macrostep စည်းခြင်းကို လျှော့ချပေးပြီး အစေ့ပုံဆောင်ခဲမှ မျက်နှာပြင် အမွေဆက်ခံမှုကို ထိန်းသိမ်းပေးသောကြောင့် မလိုလားအပ်သော polytypes များဖွဲ့စည်းခြင်းကို တားဆီးပေးသည်။

5. Low-Stress Growth Techniques

ပုံဆောင်ခဲများ ကြီးထွားလာချိန်တွင် ဖိအားများသည် ကွေးကောက်ထားသော ရာဇမတ်ကွက်များ၊ အက်ကွဲကြောင်းများနှင့် BPD သိပ်သည်းဆ ပိုမိုမြင့်မားလာစေသည်။ ဤချို့ယွင်းချက်များသည် epitaxial အလွှာများထဲသို့ ရောက်သွားနိုင်ပြီး ကိရိယာ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို အပျက်သဘောဆောင်သည်။

အတွင်းပိုင်းစိတ်ဖိစီးမှုကို လျှော့ချရန် နည်းဗျူဟာများစွာ ပါဝင်သည်-

• နီးနီး မျှခြေ ကြီးထွားမှုကို မြှင့်တင်ရန် အပူစက်ကွင်း ဖြန့်ဖြူးမှုနှင့် လုပ်ငန်းစဉ်ဘောင်များကို ချိန်ညှိခြင်း၊

• ပုံဆောင်ခဲကို စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ကန့်သတ်မှုမရှိဘဲ လွတ်လပ်စွာ ကြီးထွားခွင့်ပြုရန် crucible ဒီဇိုင်းကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ခြင်း၊

• မကြာခဏအစေ့နှင့် ကိုင်ဆောင်သူကြား 2 မီလီမီတာ ကွာဟမှုကို ချန်ထားခြင်းဖြင့် အစေ့နှင့် ဂရပ်ဖိုက်ကြား အပူရှိန်မတူညီမှုကို လျှော့ချရန် မျိုးစေ့ကိုင်ဆောင်ထားသော ဖွဲ့စည်းမှုပုံစံကို မြှင့်တင်ခြင်း၊

• အရည်ကြည်ကို မီးဖိုနှင့်အတူ အေးမြစေခြင်း၊ အတွင်းစိတ်ဖိစီးမှုကို အပြည့်အဝ သက်သာစေရန် အပူချိန်နှင့် ကြာချိန်ကို ချိန်ညှိပေးခြင်း။

---

SiC Crystal Growth Technology တွင် ခေတ်ရေစီးကြောင်းများ

1. ပိုကြီးသော အရည်ကြည် အရွယ်အစားများ
SiC single crystal အချင်းများသည် မီလီမီတာအနည်းငယ်မှ 6 လက်မ၊ 8 လက်မနှင့် 12 လက်မ wafers များအထိ တိုးလာပါသည်။ ပိုကြီးသော wafer များသည် ထုတ်လုပ်မှု စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးပြီး ကုန်ကျစရိတ် လျှော့ချပေးကာ ပါဝါမြင့်သော ကိရိယာ အသုံးချပရိုဂရမ်များ၏ လိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းပေးပါသည်။

2. ပိုမိုမြင့်မားသော Crystal အရည်အသွေး
အရည်အသွေးမြင့် SiC crystal များသည် စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် စက်များအတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်ပါသည်။ သိသာထင်ရှားသော တိုးတက်မှုများရှိသော်လည်း၊ လက်ရှိ crystals များသည် micropipes၊ dislocations နှင့် impurities ကဲ့သို့သော ချို့ယွင်းချက်များကို ပြသနေဆဲဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းအားလုံးသည် စက်စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို ကျဆင်းစေနိုင်သည်။

3. ကုန်ကျစရိတ်လျှော့ချရေး
SiC crystal ထုတ်လုပ်မှုသည် စျေးကြီးပြီး ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော မွေးစားခြင်းကို ကန့်သတ်ထားသည်။ ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ထားသော တိုးတက်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များမှတစ်ဆင့် ကုန်ကျစရိတ်ကို လျှော့ချခြင်း၊ ထုတ်လုပ်မှု ထိရောက်မှုနှင့် ကုန်ကြမ်းကုန်ကျစရိတ် သက်သာခြင်းတို့သည် စျေးကွက်အသုံးချမှုများကို ချဲ့ထွင်ရန်အတွက် အရေးကြီးပါသည်။

4. Intelligent ထုတ်လုပ်မှု
ဥာဏ်ရည်တုနှင့် ကြီးမားသောဒေတာနည်းပညာများတွင် တိုးတက်မှုနှင့်အတူ SiC crystal တိုးတက်မှုသည် အသိဉာဏ်ရှိသော၊ အလိုအလျောက်လုပ်ဆောင်သည့် လုပ်ငန်းစဉ်များဆီသို့ ဦးတည်နေသည်။ အာရုံခံကိရိယာများနှင့် ထိန်းချုပ်မှုစနစ်များသည် တိုးတက်မှုအခြေအနေများကို အချိန်နှင့်တစ်ပြေးညီ စောင့်ကြည့်ထိန်းညှိနိုင်ပြီး လုပ်ငန်းစဉ်တည်ငြိမ်မှုနှင့် ကြိုတင်ခန့်မှန်းနိုင်မှုကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေသည်။ ဒေတာခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာချက်များသည် လုပ်ငန်းစဉ်ဘောင်များ နှင့် ပုံဆောင်ခဲအရည်အသွေးကို ပိုမိုကောင်းမွန်အောင် လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။

အရည်အသွေးမြင့် SiC တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲ ကြီးထွားမှုနည်းပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသည် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း သုတေသနအတွက် အဓိက အာရုံစိုက်မှုဖြစ်သည်။ နည်းပညာတိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ၊ အပူချိန်မြင့်၊ ကြိမ်နှုန်းမြင့်နှင့် စွမ်းအားမြင့် အီလက်ထရွန်နစ်စက်ပစ္စည်းများတွင် SiC အက်ပ်လီကေးရှင်းများအတွက် ခိုင်မာသောအခြေခံအုတ်မြစ်ကို ပံ့ပိုးပေးသည့် crystal ကြီးထွားမှုနည်းလမ်းများသည် ဆက်လက်တိုးတက်ပြောင်းလဲလာမည်ဖြစ်သည်။