تیسری نسل کے سیمی کنڈکٹرز کے نمائندہ مواد میں سے ایک کے طور پر ، سلکان کاربائڈ اعلی درجہ حرارت ، اعلی تعدد ، اینٹی تابکاری ، اعلی طاقت اور اعلی کثافت مربوط الیکٹرانک آلات کی تیاری کے لئے موزوں ہے۔ فی الحال ، آلات کی تیاری میں استعمال ہونے والے سلکان کاربائڈ سنگل کرسٹل سبسٹریٹ مادی عام طور پر پی وی ٹی (جسمانی بخارات ٹرانسپورٹ) کے طریقہ کار سے اگاتے ہیں۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ ایس سی پاؤڈر کی طہارت اور دیگر پیرامیٹرز جیسے پارٹیکل سائز اور کرسٹل ٹائپ پیوی ٹی طریقہ کار کے ذریعہ اگے ہوئے سی سی سنگل کرسٹل کے معیار اور حتی کہ اس کے بعد کے آلات کی کوالٹی پر بھی خاص اثر ڈالتے ہیں۔ اس مضمون میں بنیادی طور پر پی وی ٹی کے طریقہ کار کے ذریعہ ایک کرسٹل نمو کے لئے اعلی طہارت سی آئ سی پاؤڈر کی ترکیب کے عمل پر توجہ دی گئی ہے۔
ایس سی پاؤڈر ترکیب کا طریقہ
ایس سی پاؤڈر کی ترکیب کرنے کے بہت سے طریقے ہیں۔ عام طور پر ، اسے تقریبا three تین طریقوں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ پہلا طریقہ ٹھوس مرحلے کا طریقہ ہے ، جس میں نمائندہ کاربھوترمل کمی کا طریقہ کار ، اعلی درجہ حرارت کی ترکیب کا طریقہ اور مکینیکل پلورائزیشن کا طریقہ خود پھیلانا ہے۔ دوسرا طریقہ مائع مرحلے کا طریقہ ہے ، جس میں نمائندہ طریقہ بنیادی طور پر سولو کوگولیشن گلو کا طریقہ اور پولیمر تھرمل سڑن کا طریقہ ہے۔ تیسرا طریقہ گیس مرحلے کا طریقہ ہے ، جس میں کیمیائی بخارات جمع کرنے کا طریقہ ، پلازما طریقہ اور لیزر شامل کرنے کا طریقہ بھی شامل ہے۔
1. مختلف طریقوں کے فوائد اور نقصانات
ٹھوس مرحلے کے طریقہ کار کے ذریعہ ترکیب شدہ سلکان کاربائڈ پاؤڈر زیادہ معاشی ہے ، جس میں وسیع پیمانے پر خام مال اور کم قیمت ہیں ، اور صنعتی لحاظ سے اس کی پیداوار آسان ہے۔ تاہم ، اس طریقہ کار سے ترکیب کردہ سلکان کاربائڈ پاؤڈر اعلی ناپاک مواد اور کم معیار کی حامل ہے۔ اعلی درجہ حرارت خود پھیلانے والا طریقہ استعمال کرتا ہے اعلی درجہ حرارت ری ایکٹنٹس کو کیمیائی رد عمل کو شروع کرنے کے لئے ابتدائی حرارت دیتا ہے ، اور پھر ان کی اپنی کیمیائی رد عمل کی گرمی کا استعمال کرتا ہے تاکہ غیرمتعلق مادے کیمیائی عمل کو مکمل کرتے رہیں۔ تاہم ، چونکہ سی اور سی کے کیمیائی رد عمل سے کم حرارت کا خارج ہوتا ہے ، لہذا خود پھیلانے والے رد عمل کو برقرار رکھنے کے ل other ، دیگر لتوں کو شامل کرنا ضروری ہے ، جو ناگزیر طور پر ناپاک عناصر کو متعارف کراتا ہے ، اور یہ طریقہ آسانی سے ناہموار ردعمل کا سبب بنتا ہے۔
فی الحال ، مائع مرحلے کے طریقہ کار کے ذریعہ سلکان کاربائڈ پاؤڈر ترکیب کرنے کی ٹکنالوجی نسبتا پختہ ہے۔ مائع مرحلے کے طریقہ کار سے ترکیب کردہ سلکان کاربائڈ پاؤڈر انتہائی خالص اور نینو سائز کا باریک پاؤڈر ہے ، لیکن یہ عمل زیادہ پیچیدہ ہے اور انسانی جسم کو نقصان دہ مادہ تیار کرنا آسان ہے۔
گیس مرحلے کے طریقہ کار سے ترکیب کردہ سلکان کاربائڈ پاؤڈر میں اعلی طہارت اور چھوٹا ذرہ سائز ہوتا ہے ، جو اعلی طہارت سلیکن کاربائڈ پاؤڈر کی ترکیب کرنے کا ایک عام طریقہ ہے۔ تاہم ، ترکیب کا یہ طریقہ اعلی قیمت اور کم پیداوار رکھتا ہے ، اور بڑے پیمانے پر پیداوار کے لئے موزوں نہیں ہے۔
2. سلکان کاربائڈ پاؤڈر ترکیب کا سامان
سلیکن کاربائڈ پاؤڈر ترکیب کا سامان سلیکن کاربائڈ پاؤڈر تیار کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے جس میں سلکان کاربائڈ سنگل کرسٹل بڑھ رہے ہیں۔ سلکان کاربائڈ کے نتیجے میں ترقی میں اعلی معیار کے سلکان کاربائڈ پاؤڈر اہم کردار ادا کرتا ہے۔
سلیکن کاربائڈ پاؤڈر کی ترکیب اعلی طہارت کاربن پاؤڈر اور سلیکن پاؤڈر کے براہ راست ردعمل کو اپناتا ہے ، اور اعلی درجہ حرارت کی ترکیب کے طریقہ کار کے ذریعہ تیار کیا جاتا ہے۔ سلیکن کاربائڈ پاؤڈر ترکیب کے سازوسامان کی بنیادی تکنیکی مشکلات اعلی درجہ حرارت اور اعلی ویکیوم سگ ماہی اور کنٹرول ، ویکیوم چیمبر پانی کی ٹھنڈک ، ویکیوم اور پیمائش کے نظام ، برقی کنٹرول سسٹم ، پاؤڈر ترکیب کراسبل حرارتی اور جوڑے کی ٹیکنالوجی ہیں۔
فی الحال ، بڑے غیر ملکی مینوفیکچررز میں کری ، ایمونٹ وغیرہ شامل ہیں ، اور مصنوعی پاؤڈر کی پاکیزگی 99.9995٪ تک پہنچ سکتی ہے۔ اہم گھریلو اکائیوں میں سیکنڈ چائنا الیکٹرک پاور ریسرچ انسٹی ٹیوٹ ، شانڈونگ ٹیانیو ، ٹیانکے ہیڈا اور چینی اکیڈمی آف سائنسز انسٹی ٹیوٹ آف سیرامکس شامل ہیں۔ طہارت عام طور پر 99.999٪ تک پہنچ سکتی ہے ، اور کچھ یونٹ 99.9995٪ تک پہنچ سکتے ہیں۔
اعلی پاکیزگی سی سی پاؤڈر ترکیب کا طریقہ
1. سی وی ڈی کا طریقہ
اس وقت ، اعلی طہارت سی آئ سی پاؤڈر کی ترکیب کے طریقوں میں سنگل کرسٹل بڑھنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے جس میں بنیادی طور پر شامل ہیں: سی وی ڈی کا طریقہ کار اور بہتر خود پھیلانے والی ترکیب کا طریقہ (جسے اعلی درجہ حرارت کی ترکیب کا طریقہ یا دہن کا طریقہ بھی کہا جاتا ہے)۔
ان میں ، سی سی پاؤڈر کی سی وی ڈی ترکیب کے ل Si سی ذریعہ عام طور پر سائلین اور سلیکن ٹیٹراکلورائڈ پر مشتمل ہوتا ہے ، جبکہ سی منبع عام طور پر کاربن ٹیٹراکلورائڈ ، میتھین ، ایتیلین ، ایسٹیلین ، اور پروپین کا استعمال کرتا ہے ، جبکہ ڈائمیٹھیڈیلکلوسیلین اور ٹیٹرایمیتھلیسیلین اور اسی طرح سی ذریعہ اور سی مہیا کرسکتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں ماخذ.
سشیرو ایزاکی ET رحمہ اللہ۔ سی وی ڈی کا طریقہ کار استعمال کیا ، فلیک گریفائٹ کو سب میٹائل کے طور پر استعمال کرتے ہوئے ، میتھیل کلوروٹین / ہائیڈروجن کو رد عمل گیس اور کیریئر گیس کے طور پر ، اور ایس سی فلم کو 1250 ～ 1350 at میں جمع کیا ، اور پھر آکسیکرن ، اچار اور پلورائزیشن کے عمل کے ذریعے ، ذرات حاصل کیے گئے . 200 ～ 1200μm قطر کے ساتھ سی سی پاؤڈر۔
اگرچہ یہ طریقہ اعلی طہارت ایس سی پاؤڈر پیدا کرتا ہے ، اس کے بعد کا عمل پیچیدہ ہے ، خام مال مہنگا ہے ، اور پیداوار کم ہے۔
WZZhu ET رحمہ اللہ تعالی سی ڈی ڈی کا طریقہ کار استعمال کیا گیا ، جس میں رییل گیس کے طور پر سیلین اور ایسٹیلین ، اور کیریئر گیس کے طور پر ہائیڈروجن کا استعمال کیا گیا ، جس میں 1200-1400 ° C پر انتہائی ٹھیک اور اعلی پاکیزگی سی سی پاؤڈر ترکیب کیا گیا۔
اپارنا گوپٹ اور ہیکسامیٹیلسیلین کو بطور ری ایکسر سورس ، ہائیڈروجن اور کیریئر گیس کے طور پر ارگون استعمال کیا ، اور سی وی ڈی کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے 1050 سے 1250 ° C پر الٹرا فائن اور ہائی پاکیوریٹی سی سی پاؤڈر بھی ترکیب کیا۔
مذکورہ دو تحقیقی گروپوں کے ممبروں نے نامیاتی گیس کے ذرائع کا استعمال کرتے ہوئے اعلی پاکیزگی سی سی پاؤڈر کی ترکیب کے لئے سی وی ڈی کا طریقہ استعمال کیا ہے۔ تاہم ، ترکیب شدہ پاؤڈر نینو سطح کا الٹرا فائن پاؤڈر ہے۔ اگرچہ اس میں اعلی طہارت ہے ، اس کو جمع کرنا آسان نہیں ہے اور بڑے پیمانے پر اعلی حجم کی پیداوار کے لئے موزوں نہیں ہے۔ خالص ایس سی سی پاؤڈر کی ترکیب بعد کی صنعت کاری کی ترقی کے لئے موزوں نہیں ہے۔
2. خود پھیلانے والی ترکیب
پچھلی خود کی تشہیر کرنے والی ترکیب کا طریقہ کار ایک بیرونی حرارتی ذریعہ سے ری ایکٹنٹ جسم کو بھڑکانے کا ایک طریقہ ہے ، اور اس کے بعد کیمیائی رد عمل کا عمل بے ساختہ جاری رکھنے کے ل. اس کے اپنے مادہ کی کیمیائی رد عمل کی گرمی کا استعمال کرتے ہوئے ، اس طرح سے مواد کی ترکیب سازی کرتا ہے۔
اس طریقہ میں زیادہ تر سلکان پاؤڈر اور کاربن بلیک کو خام مال کی حیثیت سے استعمال کرتے ہیں ، اور دیگر کارکنوں کو براہ راست 1000-150 ° C پر ایک تیز رفتار سے ردعمل ظاہر کرتے ہیں تاکہ سی سی پاؤڈر پیدا ہوسکے۔ متحرک افراد کا تعارف لوازمہ مصنوعی مصنوع کی پاکیزگی اور معیار کو متاثر کرے گا۔
لہذا ، بہت سے محققین نے اسی بنیاد پر خود کو فروغ دینے کی ترکیب کا ایک بہتر طریقہ تجویز کیا ہے۔ بہتری بنیادی طور پر متحرک افراد کے تعارف سے بچنے کے لئے ہے ، اور ترکیب کے درجہ حرارت میں اضافہ اور مسلسل حرارتی سامان کی فراہمی کے ذریعے ترکیب کے رد عمل کی مستقل اور موثر پیشرفت کو یقینی بنانا ہے۔
1999 کے اوائل میں ، جاپان کی برجسٹون کمپنی نے سلیکن ماخذ اور فینول رال کی حیثیت سے کاربن ماخذ کے طور پر ٹیٹرایٹھکسائسیلن کا استعمال کیا۔ 1700-2000 ℃ کی حد میں دہن کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے ، 10-500μm کے ذرہ سائز کو ترکیب کیا ، 0.5 × 10-6 سے کم حصہ کے ساتھ ناپاک مواد سی سی پاؤڈر کا معیار۔
تاہم ، اس طریقہ کار کے ری ایکٹنٹ نامیاتی مادہ کا استعمال کرتے ہیں ، لہذا خام مال کی قیمت نسبتا high زیادہ ہے ، جو سی سی پاؤڈر کی بڑے پیمانے پر پیداوار کے لئے سازگار نہیں ہے۔
چینی اکیڈمی آف سائنسز کے سلیکن ریسرچ کے انسٹی ٹیوٹ کے محققین نے سی پاؤڈر اور سی پاؤڈر کو 99.9 or یا اس سے زیادہ کے خام مال کے بڑے پیمانے پر مختلف حصوں کے ساتھ سی آئ پاؤڈر کے بڑے حصractionے کی ترکیب کے لئے استعمال کیا جس میں ایک درجہ حرارت میں اعلی درجہ حرارت کے رد by عمل کے ذریعہ سنگل کرسٹل نمو کے لئے موزوں ہے آر ماحول
شیڈونگ یونیورسٹی کی ننگ لینا اور دیگر نے یکساں طور پر سی پاؤڈر اور سی پاؤڈر ملایا: 1: 1 کے داغ تناسب کے ساتھ۔ ثانوی رد عمل کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے ، اعلی درجہ حرارت پر ایس سی پاؤڈر ترکیب کیا گیا تھا۔
لی وانگ اور دیگر کاربن (ماخذ سائز 99.9٪) کے طور پر چالو کاربن (ذرہ سائز 20-100μm) اور فلیک گریفائٹ (ذرہ سائز 5-25μm) ، اور اعلی طہارت سلکان کو سلیکن ماخذ (ذرہ سائز 10-270μm ، بڑے پیمانے پر) استعمال کرتے ہیں 99.999٪))۔
اعلی پاکیزگی سی سی پاؤڈر 1900 at پر آرگون فضا کے تحت ویکیوم ہائی ٹمپریچر سیرٹرنگ فرنس میں تیار کیا گیا تھا۔
لیہوان وانگ وغیرہ۔ انٹرمیڈیٹ فریکوینسی ہیٹنگ دہن ترکیب کے طریقہ کار کے ذریعہ اعلی طہارت سی آئ سی پاؤڈر کی ترکیب کے ل carbon سلکان پاؤڈر (بڑے پیمانے پر 99.999٪ ، ذرات 5-10μm) اور کاربن پاؤڈر (بڑے پیمانے پر 99.999٪ ، ذرات 5-20μm) استعمال کیا جاتا ہے۔
چین کے الیکٹرانکس ٹکنالوجی گروپ کارپوریشن کے دوسرے ریسرچ انسٹی ٹیوٹ کے لی بن نے ایک کرسٹل نمو کے ل for سیلیکن کاربائڈ پاؤڈر کی ترکیب کے ل self خود پروپیگنڈا کرنے کا طریقہ استعمال کیا۔ تجربات میں ، یہ پایا گیا ہے کہ سلیکن کاربائڈ پاؤڈر کی پاکیزگی اعلی ویکیوم شرائط میں ترکیب کردہ سلیکن کاربائڈ پاؤڈر سے بہتر ہے جو کھلی کیریئر گیس کے حالات کے تحت ترکیب شدہ ہے۔ خاص طور پر ، اعلی ویکیوم شرائط سلکان کاربائڈ پاؤڈر میں N حراستی کو کم کرنے میں مدد کرتی ہیں۔
اس کے علاوہ ، سلیکن کاربائڈ سنگل کرسٹل اعلی ویکیوم شرائط میں ترکیب کردہ سلیکن کاربائڈ پاؤڈر کا استعمال کرتے ہوئے اگائے گئے تھے۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ بڑھتی ہوئی سلکان کاربائڈ سنگل کرسٹل میں اعلی طہارت اور عمدہ نیم موصل خصوصیات موجود ہیں ، جو نیم موصل سبسٹریٹس کے ل. متعلقہ آلات کی ضروریات کو پورا کرتی ہیں۔ بجلی کی ضروریات۔ یہ دیکھا جاسکتا ہے کہ اعلی ویکیوم شرائط کے تحت ترکیب کردہ سلکان کاربائڈ پاؤڈر اعلی پاکیزگی نیم موصلیت والی سلکان کاربائڈ سنگل کرسٹل کی افزائش کے لئے فائدہ مند ہے۔
اعلی پاکیزگی سی سی پاؤڈر کی ترکیب کے عمل کا امکان
ترکیب سازی کے لئے خود کو بہتر بنانے کا بہتر طریقہ کار نسبتا low کم خام مال اور نسبتا simple آسان طریقہ کار ہے۔ فی الحال یہ ایک عام طریقہ ہے جو تجربہ گاہوں میں ایس سی پاؤڈر کی ترکیب کے ل single سنگل کرسٹل اگانے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ ترکیب کے عمل کے دوران ، یہ پایا گیا ہے کہ ترکیب کی مختلف پروسیسی پیرامیٹرز کا ترکیب شدہ مصنوع پر ایک خاص اثر ہے۔ .
مستقبل میں ، تحقیق کو درج ذیل علاقوں میں تقویت دینے کی ضرورت ہے۔
1. اعلی طہارت ایس سی پاؤڈر ترکیب کے عمل کے طریقہ کار پر گہرائی سے تحقیق ، خاص طور پر پاؤڈر ذرہ سائز ، شکل ، ذرہ سائز کی تقسیم ، اور طہارت کے موثر کنٹرول پر بنیادی نظریاتی تحقیق کو مضبوط بنانا۔
2. ایس آئی سی پاؤڈر کی خود پھیلانے والی ترکیب کے مخصوص عمل کو بہتر بنانے پر تحقیق کو مزید تقویت بخش ، تاکہ اعلی قیمت طہارت سی سی پاؤڈر کو کم قیمت اور سادہ عمل کی بنیاد پر اچھے معیار اور اعلی طہارت کے ساتھ سنگل کرسٹل سی سی نمو کے لئے موزوں بنایا جائے۔ لہذا ، یہ ایس ای سی واحد کرسٹل سبسٹریٹس کی نمو کو مؤثر طریقے سے بہتر بنا سکتا ہے اور میرے ملک جی جی # 39 Si کی ایس سی پر مبنی ڈیوائس انڈسٹری کی ترقی کو فروغ دے سکتا ہے۔
