সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ডে SiC এবং TaC আবরণগুলির প্রয়োগগুলি কী কী?

সেমিকন্ডাক্টর সেক্টরকে কীভাবে বিস্তৃতভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় এবং এর প্রধান উপাদানগুলি কী কী?

সেমিকন্ডাক্টর সেক্টর বিস্তৃতভাবে সেমিকন্ডাক্টর ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (ICs), সেমিকন্ডাক্টর ডিসপ্লে (LCD/OLED প্যানেল), সেমিকন্ডাক্টর লাইটিং (LED), এবং সেমিকন্ডাক্টর এনার্জি প্রোডাক্ট (ফটোভোলটাইক্স) সম্পর্কিত সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে তৈরি করতে সেমিকন্ডাক্টর ম্যাটেরিয়ালের বৈশিষ্ট্যের ব্যবহারকে বোঝায়। ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলি এই সেক্টরের 80% পর্যন্ত জুড়ে থাকে, তাই, সংক্ষেপে বলতে গেলে, সেমিকন্ডাক্টর শিল্প প্রায়শই আইসি শিল্পকে বিশেষভাবে বোঝায়।

মোটকথা, সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং একটি "সাবস্ট্রেট" এর উপর সার্কিট স্ট্রাকচার তৈরি করে এবং বিভিন্ন কার্যকারিতা অর্জনের জন্য এই সার্কিটটিকে বাহ্যিক শক্তি এবং নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার সাথে সংযুক্ত করে। সাবস্ট্রেটস, শিল্পে ব্যবহৃত একটি শব্দ, Si বা SiC এর মতো অর্ধপরিবাহী পদার্থ, অথবা নীলকান্তমণি বা কাচের মতো নন-সেমিকন্ডাক্টর পদার্থ দিয়ে তৈরি হতে পারে। LED এবং প্যানেল শিল্প ব্যতীত, সিলিকন ওয়েফারগুলি সর্বাধিক ব্যবহৃত সাবস্ট্রেট। Epitaxy সাবস্ট্রেটের উপর একটি নতুন পাতলা-ফিল্ম উপাদান বৃদ্ধির প্রক্রিয়াকে বোঝায়, যার সাধারণ উপাদানগুলি হল Si, SiC, GaN, GaAs, ইত্যাদি। Epitaxy ডিভাইস ডিজাইনারদের ডোপিং পুরুত্বের মতো কারণগুলি নিয়ন্ত্রণ করে ডিভাইসের কার্যকারিতা অপ্টিমাইজ করার জন্য উল্লেখযোগ্য নমনীয়তা প্রদান করে। ঘনত্ব, এবং এপিটাক্সিয়াল স্তরের প্রোফাইল, সাবস্ট্রেট থেকে স্বাধীন। এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধি প্রক্রিয়া চলাকালীন ডোপিংয়ের মাধ্যমে এই নিয়ন্ত্রণটি অর্জন করা হয়।

সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং-এ ফ্রন্ট-এন্ড প্রক্রিয়া কী অন্তর্ভুক্ত করে?

ফ্রন্ট-এন্ড প্রক্রিয়াটি সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনের সবচেয়ে প্রযুক্তিগতভাবে জটিল এবং মূলধন-নিবিড় অংশ, একই পদ্ধতির একাধিকবার পুনরাবৃত্তি প্রয়োজন, তাই এটিকে "চক্রীয় প্রক্রিয়া" বলা হয়। এতে প্রাথমিকভাবে পরিষ্কার করা, অক্সিডেশন, ফটোলিথোগ্রাফি, এচিং, আয়ন ইমপ্লান্টেশন, ডিফিউশন, অ্যানিলিং, থিন-ফিল্ম ডিপোজিশন এবং পলিশিং অন্তর্ভুক্ত।

লেপ কিভাবে সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন সরঞ্জাম রক্ষা করে?

সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন সরঞ্জামগুলি উচ্চ-তাপমাত্রা, অত্যন্ত ক্ষয়কারী পরিবেশে কাজ করে এবং অত্যন্ত উচ্চ পরিচ্ছন্নতার দাবি করে। সুতরাং, সরঞ্জামের অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলি রক্ষা করা একটি গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ। আবরণ প্রযুক্তি বেস উপকরণগুলিকে তাদের পৃষ্ঠের উপর একটি পাতলা আবরণ স্তর তৈরি করে উন্নত করে এবং রক্ষা করে। এই অভিযোজন বেস উপকরণগুলিকে আরও চরম এবং জটিল উত্পাদন পরিবেশ সহ্য করার অনুমতি দেয়, তাদের উচ্চ-তাপমাত্রার স্থিতিশীলতা, জারা প্রতিরোধের, জারণ প্রতিরোধের উন্নতি করে এবং তাদের জীবনকাল বাড়িয়ে দেয়।

কেন হয়SiC আবরণসিলিকন সাবস্ট্রেট ম্যানুফ্যাকচারিং ডোমেনে গুরুত্বপূর্ণ?

সিলিকন স্ফটিক বৃদ্ধির চুল্লিগুলিতে, উচ্চ-তাপমাত্রার সিলিকন বাষ্প প্রায় 1500 ডিগ্রি সেলসিয়াস উল্লেখযোগ্যভাবে গ্রাফাইট বা কার্বন-কার্বন উপাদান উপাদানগুলিকে ক্ষয় করতে পারে। একটি উচ্চ বিশুদ্ধতা প্রয়োগSiC আবরণএই উপাদানগুলিতে কার্যকরভাবে সিলিকন বাষ্পকে ব্লক করতে পারে এবং উপাদানগুলির পরিষেবা জীবন প্রসারিত করতে পারে।

সেমিকন্ডাক্টর সিলিকন ওয়েফারের উৎপাদন প্রক্রিয়া জটিল, এতে অসংখ্য ধাপ জড়িত, যার মধ্যে ক্রিস্টাল বৃদ্ধি, সিলিকন ওয়েফার গঠন এবং এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধি প্রাথমিক পর্যায়। ক্রিস্টাল বৃদ্ধি সিলিকন ওয়েফার উৎপাদনের মূল প্রক্রিয়া। একক-ক্রিস্টাল প্রস্তুতি পর্বের সময়, গুরুত্বপূর্ণ প্রযুক্তিগত পরামিতিগুলি যেমন ওয়েফার ব্যাস, স্ফটিক অভিযোজন, ডোপিং পরিবাহিতা প্রকার, প্রতিরোধ ক্ষমতা পরিসীমা এবং বিতরণ, কার্বন এবং অক্সিজেন ঘনত্ব এবং জালির ত্রুটিগুলি নির্ধারণ করা হয়। একক-ক্রিস্টাল সিলিকন সাধারণত Czochralski (CZ) পদ্ধতি বা ফ্লোট জোন (FZ) পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রস্তুত করা হয়। সিজেড পদ্ধতিটি সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়, যা প্রায় 85% সিলিকন একক স্ফটিকের জন্য দায়ী। 12-ইঞ্চি সিলিকন ওয়েফার শুধুমাত্র CZ পদ্ধতি ব্যবহার করে উত্পাদিত হতে পারে। এই পদ্ধতিতে একটি কোয়ার্টজ ক্রুসিবলে উচ্চ-বিশুদ্ধতা পলিসিলিকন উপাদান স্থাপন করা, উচ্চ-বিশুদ্ধতার নিষ্ক্রিয় গ্যাসের সুরক্ষার অধীনে এটিকে গলানো এবং তারপর গলিত একটি একক-ক্রিস্টাল সিলিকন বীজ ঢোকানো জড়িত। বীজ টেনে তোলার সাথে সাথে স্ফটিকটি একরঙা সিলিকন রডে পরিণত হয়।

কেমন হয়TaC আবরণPVT পদ্ধতির সাথে বিকশিত হচ্ছে?

SiC-এর অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্য (বায়ুমণ্ডলীয় চাপে Si:C=1:1 তরল পর্যায়ের অভাব) একক-ক্রিস্টাল বৃদ্ধিকে চ্যালেঞ্জিং করে তোলে। বর্তমানে, মূলধারার পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে শারীরিক বাষ্প পরিবহন (PVT), উচ্চ-তাপমাত্রার রাসায়নিক বাষ্প জমা (HT-CVD), এবং লিকুইড ফেজ এপিটাক্সি (LPE)। এর মধ্যে, পিভিটি তার কম সরঞ্জামের প্রয়োজনীয়তা, সহজ প্রক্রিয়া, শক্তিশালী নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা এবং প্রতিষ্ঠিত শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলির কারণে সর্বাধিক গৃহীত।

PVT পদ্ধতি গ্রাফাইট ক্রুসিবলের বাইরে তাপ নিরোধক অবস্থার সামঞ্জস্য করে অক্ষীয় এবং রেডিয়াল তাপমাত্রা ক্ষেত্রগুলির উপর নিয়ন্ত্রণের অনুমতি দেয়। SiC পাউডার গ্রাফাইট ক্রুসিবলের উত্তপ্ত নীচে স্থাপন করা হয়, যখন SiC বীজ স্ফটিক শীতল শীর্ষে স্থির করা হয়। ক্রমবর্ধমান SiC ক্রিস্টাল এবং পাউডারের মধ্যে যোগাযোগ এড়াতে পাউডার এবং বীজের মধ্যে দূরত্ব সাধারণত কয়েক দশ মিলিমিটারে নিয়ন্ত্রিত হয়। বিভিন্ন গরম করার পদ্ধতি (ইন্ডাকশন বা রেজিস্ট্যান্স হিটিং) ব্যবহার করে, SiC পাউডারকে 2200-2500°C তাপমাত্রায় উত্তপ্ত করা হয়, যার ফলে আসল পাউডারটি বায়বীয় উপাদান যেমন Si, Si2C, এবং SiC2-তে পচে যায়। এই গ্যাসগুলি বীজ স্ফটিকের প্রান্তে পরিচলনের মাধ্যমে পরিবাহিত হয়, যেখানে SiC স্ফটিক হয়ে যায়, একক-ক্রিস্টাল বৃদ্ধি অর্জন করে। সাধারণ বৃদ্ধির হার হল 0.2-0.4 মিমি/ঘন্টা, একটি 20-30 মিমি ক্রিস্টাল ইনগট বাড়াতে 7-14 দিনের প্রয়োজন হয়।

PVT-উত্থিত SiC স্ফটিকগুলিতে কার্বন অন্তর্ভুক্তির উপস্থিতি একটি উল্লেখযোগ্য ত্রুটির উত্স, যা মাইক্রোটিউব এবং পলিমরফিক ত্রুটিগুলিতে অবদান রাখে, যা SiC ক্রিস্টালগুলির গুণমানকে হ্রাস করে এবং SiC-ভিত্তিক ডিভাইসগুলির কার্যকারিতা সীমিত করে। সাধারণত, SiC পাউডারের গ্রাফিটাইজেশন এবং কার্বন-সমৃদ্ধ গ্রোথ ফ্রন্ট কার্বন অন্তর্ভুক্তির স্বীকৃত উত্স: 1) SiC পাউডার পচনের সময়, Si বাষ্প গ্যাস পর্যায়ে জমা হয় যখন C কঠিন পর্যায়ে ঘনীভূত হয়, যা পাউডারের গুরুতর কার্বনাইজেশনের দিকে পরিচালিত করে। বৃদ্ধির দেরী একবার পাউডারে থাকা কার্বন কণাগুলি মাধ্যাকর্ষণকে অতিক্রম করে এবং SiC ইনগটে ছড়িয়ে পড়লে, কার্বন অন্তর্ভুক্তি তৈরি হয়। 2) Si-সমৃদ্ধ অবস্থার অধীনে, অতিরিক্ত Si বাষ্প গ্রাফাইট ক্রুসিবল প্রাচীরের সাথে বিক্রিয়া করে, একটি পাতলা SiC স্তর তৈরি করে যা সহজেই কার্বন কণা এবং Si-যুক্ত উপাদানগুলিতে পচে যেতে পারে।

দুটি পন্থা এই সমস্যাগুলির সমাধান করতে পারে: 1) বৃদ্ধির দেরিতে ভারী কার্বনযুক্ত SiC পাউডার থেকে কার্বন কণা ফিল্টার করুন। 2) গ্রাফাইট ক্রুসিবল প্রাচীর ক্ষয় থেকে Si বাষ্প প্রতিরোধ করুন. অনেক কার্বাইড, যেমন TaC, 2000°C এর উপরে স্থিরভাবে কাজ করতে পারে এবং অ্যাসিড, ক্ষার, NH3, H2 এবং Si বাষ্প দ্বারা রাসায়নিক ক্ষয় প্রতিরোধ করতে পারে। SiC ওয়েফারের জন্য ক্রমবর্ধমান মানের চাহিদার সাথে, SiC স্ফটিক বৃদ্ধি প্রযুক্তিতে TaC আবরণের প্রয়োগ শিল্পভাবে অন্বেষণ করা হচ্ছে। অধ্যয়নগুলি দেখায় যে PVT গ্রোথ ফার্নেসগুলিতে TaC-কোটেড গ্রাফাইট উপাদানগুলি ব্যবহার করে প্রস্তুত করা SiC স্ফটিকগুলি বিশুদ্ধ, উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাসকৃত ত্রুটির ঘনত্ব সহ, যথেষ্ট পরিমাণে স্ফটিকের গুণমান বৃদ্ধি করে।

ক) ছিদ্রযুক্তTaC বা TaC- প্রলিপ্ত ছিদ্রযুক্ত গ্রাফাইট: কার্বন কণা ফিল্টার করে, স্ফটিকের মধ্যে ছড়িয়ে পড়তে বাধা দেয় এবং অভিন্ন বায়ুপ্রবাহ নিশ্চিত করে।

খ)TaC- প্রলিপ্তরিং: গ্রাফাইট ক্রুসিবল প্রাচীর থেকে সি বাষ্পকে বিচ্ছিন্ন করুন, সি বাষ্প দ্বারা ক্রুসিবল প্রাচীরের ক্ষয় প্রতিরোধ করে।

গ)TaC- প্রলিপ্তপ্রবাহ নির্দেশিকা: বীজ স্ফটিকের দিকে বায়ুপ্রবাহ নির্দেশ করার সময় গ্রাফাইট ক্রুসিবল প্রাচীর থেকে Si বাষ্পকে বিচ্ছিন্ন করুন।

ঘ)TaC- প্রলিপ্তসিড ক্রিস্টাল হোল্ডার: সি বাষ্প দ্বারা উপরের কভারের ক্ষয় রোধ করতে ক্রুসিবলের উপরের কভার থেকে Si বাষ্পকে আলাদা করুন।

কিভাবে করেCVD SiC আবরণGaN সাবস্ট্রেট উৎপাদনে সুবিধা?

বর্তমানে, GaN সাবস্ট্রেটের বাণিজ্যিক উৎপাদন একটি নীলকান্তমণি স্তরে একটি বাফার স্তর (বা মুখোশ স্তর) তৈরির মাধ্যমে শুরু হয়। হাইড্রোজেন ভ্যাপার ফেজ এপিটাক্সি (এইচভিপিই) তারপরে এই বাফার স্তরে একটি GaN ফিল্ম দ্রুত বৃদ্ধি করতে ব্যবহৃত হয়, তারপরে একটি ফ্রি-স্ট্যান্ডিং GaN সাবস্ট্রেট পাওয়ার জন্য পৃথকীকরণ এবং পালিশ করা হয়। নিম্ন এবং উচ্চ-তাপমাত্রা উভয় রাসায়নিক বিক্রিয়ার জন্য প্রয়োজনীয়তা বিবেচনা করে, কিভাবে HVPE বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কোয়ার্টজ চুল্লির মধ্যে কাজ করে?

নিম্ন-তাপমাত্রা অঞ্চলে (800-900°C), বায়বীয় HCl ধাতব Ga-এর সাথে বিক্রিয়া করে গ্যাসীয় GaCl তৈরি করে।

উচ্চ-তাপমাত্রা অঞ্চলে (1000-1100°C), গ্যাসীয় GaCl গ্যাসীয় NH3 এর সাথে বিক্রিয়া করে একটি GaN একক-ক্রিস্টাল ফিল্ম তৈরি করে।

এইচভিপিই সরঞ্জামগুলির কাঠামোগত উপাদানগুলি কী কী এবং কীভাবে তারা ক্ষয় থেকে সুরক্ষিত থাকে? এইচভিপিই সরঞ্জামগুলি অনুভূমিক বা উল্লম্ব হতে পারে, এতে গ্যালিয়াম বোট, ফার্নেস বডি, চুল্লি, গ্যাস কনফিগারেশন সিস্টেম এবং নিষ্কাশন ব্যবস্থার মতো উপাদান থাকে। গ্রাফাইট ট্রে এবং রড, যা NH3-এর সংস্পর্শে আসে, ক্ষয়ের জন্য সংবেদনশীল এবং একটি দ্বারা সুরক্ষিত করা যেতে পারেSiC আবরণক্ষতি প্রতিরোধ করতে।

GaN Epitaxy ম্যানুফ্যাকচারিং এর উপর CVD প্রযুক্তির গুরুত্ব কি?

সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের ক্ষেত্রে, কেন নির্দিষ্ট ওয়েফার সাবস্ট্রেটগুলিতে এপিটাক্সিয়াল স্তরগুলি তৈরি করা প্রয়োজন? একটি সাধারণ উদাহরণে নীল-সবুজ এলইডি রয়েছে, যার জন্য নীলকান্তমণি স্তরগুলিতে GaN এপিটাক্সিয়াল স্তর প্রয়োজন। MOCVD সরঞ্জামগুলি GaN এপিটাক্সি উৎপাদন প্রক্রিয়ায় অত্যাবশ্যক, চীনের AMEC, Aixtron, এবং Veeco প্রধান সরবরাহকারীর সাথে।

কেন MOCVD সিস্টেমে এপিটাক্সিয়াল ডিপোজিশনের সময় সাবস্ট্রেটগুলি সরাসরি ধাতু বা সাধারণ ঘাঁটিতে স্থাপন করা যায় না? গ্যাস প্রবাহের দিক (অনুভূমিক, উল্লম্ব), তাপমাত্রা, চাপ, সাবস্ট্রেট স্থিরকরণ এবং ধ্বংসাবশেষ থেকে দূষণের মতো কারণগুলি অবশ্যই বিবেচনা করা উচিত। তাই, সাবস্ট্রেটগুলিকে ধরে রাখতে পকেট সহ একটি সাসেপ্টর ব্যবহার করা হয় এবং এই পকেটে রাখা সাবস্ট্রেটগুলিতে সিভিডি প্রযুক্তি ব্যবহার করে এপিটাক্সিয়াল ডিপোজিশন করা হয়। দসাসেপ্টর হল একটি SiC আবরণ সহ একটি গ্রাফাইট বেস.

GaN এপিটাক্সিতে মূল রাসায়নিক বিক্রিয়া কী এবং কেন SiC আবরণের গুণমান গুরুত্বপূর্ণ? মূল প্রতিক্রিয়া হল NH3 + TMGa → GaN + উপজাত (প্রায় 1050-1100°C তাপমাত্রায়)। যাইহোক, NH3 তাপগতভাবে উচ্চ তাপমাত্রায় পচে যায়, পারমাণবিক হাইড্রোজেন মুক্ত করে, যা গ্রাফাইটে থাকা কার্বনের সাথে দৃঢ়ভাবে বিক্রিয়া করে। যেহেতু NH3/H2 1100°C তাপমাত্রায় SiC এর সাথে প্রতিক্রিয়া দেখায় না, তাই SiC আবরণের দ্বারা সম্পূর্ণ এনক্যাপসুলেশন এবং গুণমান প্রক্রিয়াটির জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

SiC Epitaxy ম্যানুফ্যাকচারিং এর ক্ষেত্রে, প্রতিক্রিয়া চেম্বারের মূলধারার প্রকারের মধ্যে লেপগুলি কীভাবে প্রয়োগ করা হয়?

SiC হল একটি সাধারণ পলিটাইপিক উপাদান যার মধ্যে 200 টিরও বেশি বিভিন্ন স্ফটিক কাঠামো রয়েছে, যার মধ্যে 3C-SiC, 4H-SiC এবং 6H-SiC সবচেয়ে সাধারণ। 4H-SiC হল স্ফটিক কাঠামো যা প্রধানত মূলধারার ডিভাইসগুলিতে ব্যবহৃত হয়। স্ফটিক গঠন প্রভাবিত একটি উল্লেখযোগ্য কারণ প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা. একটি নির্দিষ্ট থ্রেশহোল্ডের নীচে তাপমাত্রা অন্যান্য স্ফটিক ফর্ম তৈরি করতে থাকে। সর্বোত্তম প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা 1550 এবং 1650 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে; 1550°C এর নিচে তাপমাত্রা 3C-SiC এবং অন্যান্য কাঠামোর ফলনের সম্ভাবনা বেশি। যাইহোক, 3C-SiC সাধারণত ব্যবহৃত হয়SiC আবরণ, এবং প্রায় 1600°C এর প্রতিক্রিয়া তাপমাত্রা 3C-SiC এর সীমার কাছাকাছি। যদিও TaC আবরণের বর্তমান প্রয়োগ খরচের সমস্যা দ্বারা সীমিত, দীর্ঘমেয়াদে,TaC আবরণধীরে ধীরে SiC এপিটাক্সিয়াল সরঞ্জামগুলিতে SiC আবরণ প্রতিস্থাপন করা হবে বলে আশা করা হচ্ছে।

বর্তমানে, SiC এপিটাক্সির জন্য তিনটি প্রধান ধরনের CVD সিস্টেম রয়েছে: প্ল্যানেটারি হট-ওয়াল, অনুভূমিক হট-ওয়াল এবং উল্লম্ব হট-ওয়াল। প্ল্যানেটারি হট-ওয়াল সিভিডি সিস্টেমটি একটি একক ব্যাচে একাধিক ওয়েফার বৃদ্ধি করার ক্ষমতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যার ফলে উচ্চ উত্পাদন দক্ষতা হয়। অনুভূমিক হট-ওয়াল সিভিডি সিস্টেমে সাধারণত গ্যাস ফ্লোট ঘূর্ণন দ্বারা চালিত একটি একক-ওয়েফার, বড়-আকারের বৃদ্ধি সিস্টেম জড়িত থাকে, যা চমৎকার ইন্ট্রা-ওয়েফার স্পেসিফিকেশনগুলিকে সহজতর করে। উল্লম্ব হট-ওয়াল সিভিডি সিস্টেমে প্রধানত একটি বহিরাগত যান্ত্রিক বেস দ্বারা সহায়তা করা উচ্চ-গতির ঘূর্ণন বৈশিষ্ট্যগুলি রয়েছে। এটি কার্যকরভাবে নিম্ন প্রতিক্রিয়া চেম্বারের চাপ বজায় রেখে সীমানা স্তরের পুরুত্ব হ্রাস করে, এইভাবে এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধির হার বৃদ্ধি করে। অতিরিক্তভাবে, এর চেম্বারের নকশায় একটি উপরের প্রাচীরের অভাব রয়েছে যা SiC কণা জমার দিকে নিয়ে যেতে পারে, কণার পতনের ঝুঁকি হ্রাস করে এবং ত্রুটি নিয়ন্ত্রণে একটি অন্তর্নিহিত সুবিধা প্রদান করে।

উচ্চ-তাপমাত্রার তাপ প্রক্রিয়াকরণের জন্য, এর অ্যাপ্লিকেশনগুলি কীCVD SiCটিউব ফার্নেস সরঞ্জাম?

টিউব ফার্নেস সরঞ্জামগুলি সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে অক্সিডেশন, প্রসারণ, পাতলা-ফিল্ম বৃদ্ধি, অ্যানিলিং এবং অ্যালোয়িংয়ের মতো প্রক্রিয়াগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। দুটি প্রধান প্রকার আছে: অনুভূমিক এবং উল্লম্ব। বর্তমানে, আইসি শিল্প প্রাথমিকভাবে উল্লম্ব নল চুল্লি ব্যবহার করে। প্রক্রিয়া চাপ এবং প্রয়োগের উপর নির্ভর করে, টিউব ফার্নেস সরঞ্জামগুলি বায়ুমণ্ডলীয় চাপ চুল্লি এবং নিম্ন-চাপের চুল্লিতে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। বায়ুমণ্ডলীয় চাপ চুল্লিগুলি প্রধানত তাপ প্রসারণ ডোপিং, পাতলা-ফিল্ম অক্সিডেশন এবং উচ্চ-তাপমাত্রা অ্যানিলিং এর জন্য ব্যবহৃত হয়, যখন নিম্ন-চাপের চুল্লিগুলি বিভিন্ন ধরণের পাতলা ফিল্মের (যেমন LPCVD এবং ALD) বৃদ্ধির জন্য ডিজাইন করা হয়। বিভিন্ন টিউব ফার্নেস সরঞ্জামের কাঠামো একই রকম, এবং প্রয়োজন অনুসারে ছড়িয়ে দেওয়া, অক্সিডেশন, অ্যানিলিং, এলপিসিভিডি এবং এএলডি ফাংশনগুলি সঞ্চালনের জন্য নমনীয়ভাবে কনফিগার করা যেতে পারে। উচ্চ-বিশুদ্ধ সিন্টারযুক্ত SiC টিউব, SiC ওয়েফার বোট এবং SiC আস্তরণের দেয়ালগুলি টিউব ফার্নেস সরঞ্জামের প্রতিক্রিয়া চেম্বারের অভ্যন্তরে প্রয়োজনীয় উপাদান। গ্রাহকের প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে, একটি অতিরিক্তSiC আবরণকর্মক্ষমতা উন্নত করতে sintered SiC সিরামিকের পৃষ্ঠে স্তর প্রয়োগ করা যেতে পারে।

ফটোভোলটাইক দানাদার সিলিকন উত্পাদন ক্ষেত্রে, কেন হয়SiC আবরণএকটি প্রধান ভূমিকা পালন করছেন?

পলিসিলিকন, ধাতব-গ্রেড সিলিকন (বা ইন্ডাস্ট্রিয়াল সিলিকন) থেকে প্রাপ্ত একটি অ-ধাতব পদার্থ যা 99.9999% (6N) এর বেশি সিলিকন সামগ্রী অর্জনের জন্য ভৌত ও রাসায়নিক বিক্রিয়ার একটি সিরিজের মাধ্যমে বিশুদ্ধ করা হয়। ফটোভোলটাইক ক্ষেত্রে, পলিসিলিকনকে ওয়েফার, কোষ এবং মডিউলগুলিতে প্রক্রিয়া করা হয়, যা শেষ পর্যন্ত ফটোভোলটাইক পাওয়ার জেনারেশন সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়, পলিসিলিকনকে ফটোভোলটাইক শিল্প শৃঙ্খলের একটি গুরুত্বপূর্ণ আপস্ট্রিম উপাদান করে তোলে। বর্তমানে, পলিসিলিকন উৎপাদনের জন্য দুটি প্রযুক্তিগত পথ রয়েছে: পরিবর্তিত সিমেন প্রক্রিয়া (রডের মতো সিলিকন উৎপাদন) এবং সিলেন তরলযুক্ত বিছানা প্রক্রিয়া (দানাদার সিলিকন উৎপাদন)। পরিবর্তিত সিমেন প্রক্রিয়ায়, উচ্চ-বিশুদ্ধতা SiHCl3 উচ্চ-বিশুদ্ধতা হাইড্রোজেন দ্বারা একটি উচ্চ-বিশুদ্ধতা সিলিকন কোরে প্রায় 1150°C এ হ্রাস পায়, যার ফলে সিলিকন কোরে পলিসিলিকন জমা হয়। সিলেন ফ্লুইডাইজড বেড প্রক্রিয়া সাধারণত SiH4 কে সিলিকন সোর্স গ্যাস এবং H2 কে বাহক গ্যাস হিসাবে ব্যবহার করে, SiCl4 যোগ করে 600-800°C তাপমাত্রায় দানাদার পলিসিলিকন তৈরির জন্য একটি তরলযুক্ত বেড রিঅ্যাক্টরে SiH4 কে তাপীয়ভাবে পচে যায়। তুলনামূলকভাবে পরিপক্ক উৎপাদন প্রযুক্তির কারণে পরিবর্তিত সিমেন্স প্রক্রিয়াটি মূলধারার পলিসিলিকন উৎপাদন রুট হিসেবে রয়ে গেছে। যাইহোক, যেহেতু GCL-Poly এবং Tianhong Reike-এর মতো কোম্পানিগুলি দানাদার সিলিকন প্রযুক্তির অগ্রগতি চালিয়ে যাচ্ছে, সিলেন ফ্লুইডাইজড বেড প্রক্রিয়া কম খরচে এবং কার্বন পদচিহ্ন হ্রাস করার কারণে বাজারের শেয়ার পেতে পারে।

পণ্যের বিশুদ্ধতা নিয়ন্ত্রণ ঐতিহাসিকভাবে ফ্লুইডাইজড বেড প্রক্রিয়ার একটি দুর্বল বিন্দু ছিল, এটি একটি প্রাথমিক কারণ যে এটির উল্লেখযোগ্য খরচ সুবিধা থাকা সত্ত্বেও এটি সিমেন্স প্রক্রিয়াকে অতিক্রম করেনি। আস্তরণটি সিলেন ফ্লুইডাইজড বেড প্রক্রিয়ার প্রধান কাঠামো এবং প্রতিক্রিয়া জাহাজ হিসাবে কাজ করে, চুল্লির ধাতব শেলকে ক্ষয় থেকে রক্ষা করে এবং উপাদানের তাপমাত্রা নিরোধক এবং বজায় রাখার সময় উচ্চ-তাপমাত্রার গ্যাস এবং উপকরণ দ্বারা পরিধান করে। কঠোর কাজের অবস্থা এবং দানাদার সিলিকনের সাথে সরাসরি যোগাযোগের কারণে, আস্তরণের উপাদান অবশ্যই উচ্চ বিশুদ্ধতা, পরিধান প্রতিরোধের, জারা প্রতিরোধের এবং উচ্চ শক্তি প্রদর্শন করতে হবে। সাধারণ উপকরণগুলির মধ্যে একটি সহ গ্রাফাইট অন্তর্ভুক্তSiC আবরণ. যাইহোক, প্রকৃত ব্যবহারে, আবরণের খোসা ছাড়ানো/ফ্যাকিংয়ের ঘটনা রয়েছে যা দানাদার সিলিকনে অত্যধিক কার্বন উপাদানের দিকে পরিচালিত করে, যার ফলে গ্রাফাইটের আস্তরণের জন্য একটি সংক্ষিপ্ত জীবনকাল এবং নিয়মিত প্রতিস্থাপনের প্রয়োজন হয়, সেগুলিকে ব্যবহারযোগ্য হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করে। SiC-কোটেড ফ্লুইডাইজড বিছানার আস্তরণের উপকরণগুলির সাথে সম্পর্কিত প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ এবং তাদের উচ্চ খরচ সিলেন ফ্লুইডাইজড বিছানা প্রক্রিয়ার বাজার গ্রহণে বাধা দেয় এবং বিস্তৃত প্রয়োগের জন্য অবশ্যই সমাধান করা উচিত।

কোন অ্যাপ্লিকেশনে পাইরোলাইটিক গ্রাফাইট আবরণ ব্যবহার করা হয়?

পাইরোলাইটিক গ্রাফাইট হল একটি অভিনব কার্বন উপাদান, যা উচ্চ-বিশুদ্ধ হাইড্রোকার্বন নিয়ে গঠিত যা 1800°C এবং 2000°C এর মধ্যে চুল্লির চাপে রাসায়নিকভাবে বাষ্প-জমা হয়, যার ফলে অত্যন্ত স্ফটিকভাবে ভিত্তিক পাইরোলাইটিক কার্বন হয়। এতে উচ্চ ঘনত্ব (2.20 g/cm³), উচ্চ বিশুদ্ধতা এবং অ্যানিসোট্রপিক তাপীয়, বৈদ্যুতিক, চৌম্বকীয় এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এটি আনুমানিক 1800°C তাপমাত্রায়ও 10mmHg এর ভ্যাকুয়াম বজায় রাখতে পারে, মহাকাশ, সেমিকন্ডাক্টর, ফটোভোলটাইক্স এবং বিশ্লেষণাত্মক যন্ত্রের মতো ক্ষেত্রে ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনা খুঁজে পায়।

লাল-হলুদ LED এপিটাক্সি এবং কিছু বিশেষ পরিস্থিতিতে, MOCVD সিলিং-এর জন্য SiC আবরণ সুরক্ষার প্রয়োজন হয় না এবং পরিবর্তে একটি পাইরোলাইটিক গ্রাফাইট আবরণ সমাধান ব্যবহার করে।

ইলেক্ট্রন বিম বাষ্পীভবন অ্যালুমিনিয়ামের জন্য ক্রুসিবলগুলির জন্য উচ্চ ঘনত্ব, উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ, ভাল তাপীয় শক প্রতিরোধ, উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, নিম্ন তাপ সম্প্রসারণ সহগ এবং অ্যাসিড, ক্ষার, লবণ এবং জৈব বিকারক দ্বারা ক্ষয় প্রতিরোধের প্রয়োজন। যেহেতু পাইরোলাইটিক গ্রাফাইট আবরণ গ্রাফাইট ক্রুসিবলের মতো একই উপাদান ভাগ করে, তাই এটি কার্যকরভাবে উচ্চ-নিম্ন তাপমাত্রার সাইক্লিং প্রতিরোধ করতে পারে, গ্রাফাইট ক্রুসিবলের পরিষেবা জীবন প্রসারিত করে।**