Manyan hanyoyin da ake bi wajen noman lu'ulu'u guda ɗaya na silicon carbide sun haɗa da sufuri na tururin jiki (PVT), girma mafi girma na maganin iri (TSSG), da kuma rage yawan tururin sinadarai masu zafi (HT-CVD).

Daga cikin waɗannan, hanyar PVT ta zama babbar hanyar samar da kayayyaki a masana'antu saboda sauƙin shigar da kayan aiki, sauƙin aiki da sarrafawa, da kuma ƙarancin kuɗaɗen aiki da kayan aiki.

---

Mahimman ...

Don haɓaka lu'ulu'u na silicon carbide ta amfani da hanyar PVT, dole ne a kula da wasu fannoni na fasaha a hankali:

1. Tsarkakakkun Kayan Graphite a Filin Zafin Zafi
   Kayan graphite da ake amfani da su a fannin zafin girma na kristal dole ne su cika ƙa'idodin tsarki. Abubuwan da ke cikin abubuwan da ke cikin graphite ya kamata su kasance ƙasa da 5×10⁻⁶, kuma don kayan rufewa ƙasa da 10×10⁻⁶. Musamman, abubuwan da ke cikin boron (B) da aluminum (Al) dole ne kowannensu ya kasance ƙasa da 0.1×10⁻⁶.

2. Daidaitaccen Polarity na Tsarin Crystal
   Bayanan gwaji sun nuna cewa fuskar C (0001) ta dace da girma lu'ulu'u 4H-SiC, yayin da fuskar Si (0001) ta dace da girma 6H-SiC.

3. Amfani da Lu'ulu'u na Iri na Off-Axis
   Tsaba daga gefen da ba a iya gani ba na iya canza daidaiton girma, rage lahani na lu'ulu'u, da kuma inganta ingancin lu'ulu'u.

4. Tsarin Haɗin Gilashin Iri Mai Inganci
   Daidaiton haɗin tsakanin ƙwayar iri da mai riƙewa yana da mahimmanci don kwanciyar hankali yayin girma.

5. Kiyaye Daidaito na Ci Gaban Haɓaka
   A duk tsawon zagayowar girmar lu'ulu'u, haɗin girma dole ne ya kasance mai karko don tabbatar da haɓakar lu'ulu'u mai inganci.

 

---

Fasaha Mai Muhimmanci a Ci gaban SiC Crystal

1. Fasahar Doping don Foda SiC

Foda mai yin allurar SiC da cerium (Ce) na iya daidaita ci gaban nau'in polytype guda ɗaya kamar 4H-SiC. Aiki ya nuna cewa allurar Ce na iya:

• Ƙara yawan girma na lu'ulu'u na SiC;

• Inganta yanayin lu'ulu'u don ƙarin daidaito da girma a alkibla;

• Rage ƙazanta da lahani;

• Dakatar da tsatsa ta bayan lu'ulu'u;

• Ƙara yawan amfanin lu'ulu'u guda ɗaya.

2. Sarrafa Masu Saurin Zafin Axial da Radial

Tsarin zafin jiki na axial yana shafar nau'in lu'ulu'u da kuma yawan girma. Tsarin da ya yi ƙanƙanta sosai zai iya haifar da haɗakar nau'ikan lu'ulu'u da kuma rage jigilar kayayyaki a cikin yanayin tururi. Inganta tsarin lu'ulu'u na axial da radial yana da mahimmanci don saurin girma da kwanciyar hankali na lu'ulu'u tare da daidaiton inganci.

3. Fasahar Kula da Rushewar Filin Basal (BPD)

BPDs suna samuwa ne galibi saboda matsin lamba da ya wuce maƙasudin mahimmanci a cikin lu'ulu'u na SiC, wanda ke kunna tsarin zamewa. Ganin cewa BPDs suna tsaye da alkiblar girma, yawanci suna tasowa yayin girma da sanyaya lu'ulu'u. Rage damuwa ta ciki na iya rage yawan BPD sosai.

4. Sarrafa Rabon Tsarin Tsarin Tururi

Ƙara yawan carbon-to-silicon a cikin lokacin tururi hanya ce da aka tabbatar don haɓaka haɓakar polytype guda ɗaya. Babban rabon C/Si yana rage tarin macrostep kuma yana riƙe gadon saman daga lu'ulu'u iri, don haka yana hana samuwar polytypes da ba a so.

5. Dabaru Masu Rage Damuwa

Damuwa yayin girman lu'ulu'u na iya haifar da lanƙwasa layukan lattice, tsagewa, da kuma yawan BPD. Waɗannan lahani na iya shiga cikin layukan epitaxial kuma suna yin mummunan tasiri ga aikin na'urar.

Dabaru da dama don rage damuwa ta cikin lu'ulu'u sun haɗa da:

• Daidaita rarrabawar filin zafi da sigogin tsari don haɓaka haɓakar kusan daidaito;

• Inganta ƙirar giciye don ba da damar lu'ulu'u ya girma cikin 'yanci ba tare da ƙuntatawa ta injiniya ba;

• Inganta tsarin riƙe iri don rage rashin daidaiton faɗaɗa zafi tsakanin iri da graphite yayin dumama, sau da yawa ta hanyar barin tazara mai girman mm 2 tsakanin iri da mai riƙewa;

• Tsaftace hanyoyin rage zafi, barin lu'ulu'u ya huce da murhu, da kuma daidaita zafin jiki da tsawon lokaci don rage damuwa ta ciki gaba ɗaya.

---

Sauye-sauye a Fasahar Ci Gaban SiC Crystal

1. Girman Lu'ulu'u Mafi Girma
Diamita na lu'ulu'u guda ɗaya na SiC ya ƙaru daga milimita kaɗan zuwa inci 6, inci 8, har ma da inci 12. Manyan wafers suna haɓaka ingancin samarwa da rage farashi, yayin da suke biyan buƙatun aikace-aikacen na'urori masu ƙarfi.

2. Ingancin Crystal Mafi Girma
Lu'ulu'u masu inganci na SiC suna da mahimmanci ga na'urori masu aiki mai kyau. Duk da ci gaba mai yawa, lu'ulu'u na yanzu har yanzu suna nuna lahani kamar ƙananan bututu, gurɓatattun abubuwa, da ƙazanta, waɗanda duk suna iya lalata aikin na'urar da amincinta.

3. Rage Farashi
Samar da lu'ulu'u na SiC har yanzu yana da tsada sosai, wanda ke iyakance ɗaukar faffadan amfani. Rage farashi ta hanyar ingantattun hanyoyin haɓaka, ƙara ingancin samarwa, da rage farashin kayan masarufi yana da matuƙar muhimmanci don faɗaɗa aikace-aikacen kasuwa.

4. Masana'antu Mai Wayo
Tare da ci gaba a fannin fasahar kere-kere ta wucin gadi da fasahar manyan bayanai, ci gaban lu'ulu'u na SiC yana tafiya zuwa ga hanyoyin da suka dace da kuma sarrafa kansu. Na'urori masu auna firikwensin da tsarin sarrafawa na iya sa ido da daidaita yanayin girma a ainihin lokaci, suna inganta daidaiton tsari da kuma hasashen da ake da shi. Nazarin bayanai na iya ƙara inganta sigogin tsari da ingancin lu'ulu'u.

Ci gaban fasahar girma lu'ulu'u guda ɗaya ta SiC mai inganci shine babban abin da aka fi mayar da hankali a kai a binciken kayan semiconductor. Yayin da fasaha ke ci gaba, hanyoyin girma lu'ulu'u za su ci gaba da haɓakawa da haɓakawa, suna samar da tushe mai ƙarfi ga aikace-aikacen SiC a cikin na'urorin lantarki masu zafi, mita mai yawa, da ƙarfi.