සිලිකන් කාබයිඩ් ඉතිහාසය සහ සිලිකන් කාබයිඩ් ආලේපන යෙදුම

සිලිකන් කාබයිඩ් (SiC) සංවර්ධනය සහ යෙදුම්

1. SiC හි නවෝත්පාදන ශතවර්ෂයක්
සිලිකන් කාබයිඩ් (SiC) ගමන ආරම්භ වූයේ 1893 දී, Edward Goodrich Acheson විසින් Acheson උදුන නිර්මාණය කිරීමත් සමඟ, කාබන් ද්‍රව්‍ය භාවිතා කරමින්, quartz සහ කාබන් වල විද්‍යුත් උණුසුම හරහා SiC හි කාර්මික නිෂ්පාදනය සාක්ෂාත් කර ගැනීමයි. මෙම සොයාගැනීම SiC හි කාර්මිකකරණයේ ආරම්භය සනිටුහන් කළ අතර Acheson හට පේටන්ට් බලපත්‍රයක් හිමි විය.

20 වන ශතවර්ෂයේ මුල් භාගයේදී, එහි කැපී පෙනෙන දෘඪතාව සහ ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය හේතුවෙන් SiC මූලික වශයෙන් උල්ෙල්ඛයක් ලෙස භාවිතා කරන ලදී. 20 වන සියවසේ මැද භාගය වන විට, රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීමේ (CVD) තාක්ෂණයේ දියුණුව නව හැකියාවන් විවෘත කළේය. Rustum Roy විසින් මෙහෙයවන ලද Bell Labs හි පර්යේෂකයන් CVD SiC සඳහා අඩිතාලම දැමූ අතර, මිනිරන් මතුපිට පළමු SiC ආලේපනය සාක්ෂාත් කර ගන්නා ලදී.

1970 ගනන්වල යුනියන් කාබයිඩ් කෝපරේෂන් විසින් ගැලියම් නයිට්‍රයිඩ් (GaN) අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍යවල epitaxial වර්ධනයේ SiC-ආලේපිත මිනිරන් යෙදූ විට විශාල දියුණුවක් දක්නට ලැබුණි. මෙම දියුණුව ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත GaN මත පදනම් වූ LED සහ ලේසර් සඳහා ප්‍රධාන භූමිකාවක් ඉටු කළේය. දශක ගණනාවක් පුරා, SiC ආලේපන අර්ධ සන්නායකවලින් ඔබ්බට අභ්‍යවකාශ, මෝටර් රථ සහ බලශක්ති ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණවල යෙදීම් දක්වා ව්‍යාප්ත වී ඇත, නිෂ්පාදන ශිල්පීය ක්‍රමවල වැඩිදියුණු කිරීම්වලට ස්තුතිවන්ත විය.

අද වන විට, තාප ඉසීම, PVD සහ නැනෝ තාක්ෂණය වැනි නවෝත්පාදනයන් SiC ආලේපනවල ක්‍රියාකාරීත්වය සහ යෙදීම් තවදුරටත් වැඩිදියුණු කරමින්, අති නවීන ක්ෂේත්‍රවල එහි විභවය ප්‍රදර්ශනය කරයි.

2. SiC හි ස්ඵටික ව්යුහයන් සහ භාවිතයන් අවබෝධ කර ගැනීම
SiC බහු වර්ග 200කට අධික ප්‍රමාණයක් ඇති අතර, ඒවායේ පරමාණුක සැකැස්ම අනුව ඝන (3C), ෂඩාස්‍ර (H) සහ rhombohedral (R) ව්‍යුහයන් ලෙස වර්ග කර ඇත. මේවා අතර, 4H-SiC සහ 6H-SiC පිළිවෙළින් ඉහළ බල සහ දෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල බහුලව භාවිතා වන අතර β-SiC එහි ඉහළ තාප සන්නායකතාවය, ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය සහ විඛාදන ප්‍රතිරෝධය සඳහා අගය කරනු ලැබේ.

β-SiC ගේතාප සන්නායකතාව වැනි අද්විතීය ගුණාංග120-200 W/m·Kසහ තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය මිනිරන් සමඟ සමීපව ගැලපෙන අතර, එය වේෆර් එපිටැක්සි උපකරණවල මතුපිට ආලේපන සඳහා වඩාත් කැමති ද්‍රව්‍ය බවට පත් කරන්න.

3. SiC ආලේපන: ගුණාංග සහ සකස් කිරීමේ තාක්ෂණය
SiC ආලේපන, සාමාන්‍යයෙන් β-SiC, දෘඪතාව, ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය සහ තාප ස්ථායීතාවය වැනි පෘෂ්ඨීය ගුණ වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා බහුලව යොදනු ලැබේ. සකස් කිරීමේ පොදු ක්‍රමවලට ඇතුළත් වන්නේ:

• රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (CVD):විශාල හා සංකීර්ණ උපස්ථර සඳහා වඩාත් සුදුසු විශිෂ්ට මැලියම් සහ ඒකාකාරිත්වය සහිත උසස් තත්ත්වයේ ආලේපන සපයයි.
• භෞතික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (PVD):ඉහළ නිරවද්‍ය යෙදුම් සඳහා සුදුසු ආලේපන සංයුතිය පිළිබඳ නිශ්චිත පාලනයක් ලබා දෙයි.
• ඉසින ශිල්පීය ක්‍රම, විද්‍යුත් රසායනික තැන්පත් කිරීම සහ ස්ලරි ආලේපනය: ඇලවීම සහ ඒකාකාරිත්වයේ විවිධ සීමාවන් ඇති වුවද, විශේෂිත යෙදුම් සඳහා ලාභදායී විකල්ප ලෙස සේවය කරන්න.

උපස්ථර ලක්ෂණ සහ යෙදුම් අවශ්යතා මත පදනම්ව සෑම ක්රමයක්ම තෝරා ගනු ලැබේ.

4. MOCVD හි SiC-ආලේපිත ග්‍රැෆයිට් අනුකාරක
අර්ධ සන්නායක සහ දෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රොනික ද්‍රව්‍ය නිෂ්පාදනයේ ප්‍රධාන ක්‍රියාවලියක් වන ලෝහ කාබනික රසායනික වාෂ්ප තැන්පතු (MOCVD) සඳහා SiC-ආලේපිත ග්‍රැෆයිට් ග්‍රැෆයිට් ග්‍රාහක අත්‍යවශ්‍ය වේ.

මෙම susceptors epitaxial චිත්‍රපට වර්ධනය සඳහා ශක්තිමත් සහය සපයයි, තාප ස්ථායීතාවය සහතික කිරීම සහ අපිරිසිදු දූෂණය අඩු කරයි. SiC ආලේපනය ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධය, පෘෂ්ඨීය ගුණ සහ අතුරු මුහුණතේ ගුණාත්මක භාවය වැඩි දියුණු කරයි, චිත්‍රපට වර්ධනයේදී නිරවද්‍ය පාලනය සක්‍රීය කරයි.

5. අනාගතය දෙසට ගමන් කිරීම
මෑත වසරවලදී, SiC-ආලේපිත මිනිරන් උපස්ථර නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන් වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා සැලකිය යුතු උත්සාහයන් යොමු කර ඇත. පර්යේෂකයන් පිරිවැය අඩු කරන අතරම ආලේපන සංශුද්ධතාවය, ඒකාකාරිත්වය සහ ආයු කාලය වැඩි දියුණු කිරීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි. අතිරේකව, වැනි නව්‍ය ද්‍රව්‍ය ගවේෂණයටැන්ටලම් කාබයිඩ් (TaC) ආලේපනතාප සන්නායකතාවය සහ විඛාදන ප්රතිරෝධයේ විභව වැඩිදියුණු කිරීම් ඉදිරිපත් කරයි, ඊළඟ පරම්පරාවේ විසඳුම් සඳහා මග පාදයි.

SiC-ආලේපිත ග්‍රැෆයිට් ප්‍රතිග්‍රාහක සඳහා ඉල්ලුම අඛණ්ඩව වර්ධනය වන බැවින්, බුද්ධිමත් නිෂ්පාදන සහ කාර්මික පරිමාණ නිෂ්පාදනයේ දියුණුව අර්ධ සන්නායක සහ දෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රොනික කර්මාන්තවල විකාශනය වන අවශ්‍යතා සපුරාලීම සඳහා උසස් තත්ත්වයේ නිෂ්පාදන සංවර්ධනය කිරීමට තවදුරටත් සහාය වනු ඇත.