లిక్విడ్ ఫేజ్ ఎపిటాక్సీ అంటే ఏమిటి?

లిక్విడ్-ఫేజ్ ఎపిటాక్సీ (LPE) అనేది సెమీకండక్టర్ స్ఫటిక పొరలను ఘన పదార్ధాలపై కరిగించి పెంచే పద్ధతి.

SiC యొక్క ప్రత్యేక లక్షణాలు ఒకే స్ఫటికాలను పెంచడం సవాలుగా చేస్తాయి. సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలో ఉపయోగించే స్ట్రెయిట్ పుల్లింగ్ మెథడ్ మరియు డిసెండింగ్ క్రూసిబుల్ మెథడ్ వంటి సాంప్రదాయిక వృద్ధి పద్ధతులు వాతావరణ పీడనం వద్ద Si:C=1:1 ద్రవ దశ లేకపోవడం వల్ల వర్తించదు. సైద్ధాంతిక లెక్కల ప్రకారం, ద్రావణంలో Si:C=1:1 స్టోయికియోమెట్రిక్ నిష్పత్తిని సాధించడానికి వృద్ధి ప్రక్రియకు 105 atm కంటే ఎక్కువ ఒత్తిడి మరియు 3200 °C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత అవసరం.

ద్రవ దశ పద్ధతి థర్మోడైనమిక్ సమతౌల్య పరిస్థితులకు దగ్గరగా ఉంటుంది మరియు మెరుగైన నాణ్యతతో SiC స్ఫటికాలను పెంచగలదు.

క్రూసిబుల్ గోడ దగ్గర ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు సీడ్ క్రిస్టల్ వద్ద తక్కువగా ఉంటుంది. వృద్ధి ప్రక్రియలో, గ్రాఫైట్ క్రూసిబుల్ క్రిస్టల్ పెరుగుదలకు C మూలాన్ని అందిస్తుంది.

1. క్రూసిబుల్ గోడ వద్ద ఉన్న అధిక ఉష్ణోగ్రత వలన C యొక్క అధిక ద్రావణీయత ఏర్పడుతుంది, ఇది వేగంగా కరిగిపోవడానికి దారితీస్తుంది. ఇది ముఖ్యమైన C రద్దు ద్వారా క్రూసిబుల్ గోడ వద్ద C సంతృప్త ద్రావణం ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది.

2. కరిగిన C యొక్క గణనీయమైన మొత్తంతో ద్రావణం సహాయక ద్రావణం యొక్క ఉష్ణప్రసరణ ప్రవాహాల ద్వారా విత్తన స్ఫటికం యొక్క దిగువ వైపుకు రవాణా చేయబడుతుంది. సీడ్ క్రిస్టల్ యొక్క తక్కువ ఉష్ణోగ్రత C ద్రావణీయతలో తగ్గుదలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది, ఇది తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత ముగింపులో C-సంతృప్త ద్రావణం ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది.

3. సూపర్‌శాచురేటెడ్ C, సహాయక ద్రావణంలో Siతో కలిపినప్పుడు, సీడ్ క్రిస్టల్‌పై SiC స్ఫటికాలు ఎపిటాక్సియల్‌గా పెరుగుతాయి. అతి సంతృప్త C అవక్షేపించినప్పుడు, ఉష్ణప్రసరణతో ద్రావణం క్రూసిబుల్ గోడ యొక్క అధిక-ఉష్ణోగ్రత ముగింపుకు తిరిగి వస్తుంది, Cని కరిగించి సంతృప్త ద్రావణాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.

ఈ ప్రక్రియ అనేకసార్లు పునరావృతమవుతుంది, చివరికి పూర్తయిన SiC స్ఫటికాల పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది.