சிலிக்கான் கார்பைடு வரலாறு மற்றும் சிலிக்கான் கார்பைடு பூச்சு பயன்பாடு

சிலிக்கான் கார்பைடின் (SiC) வளர்ச்சி மற்றும் பயன்பாடுகள்

1. SiC இல் ஒரு நூற்றாண்டு புதுமை
சிலிக்கான் கார்பைட்டின் (SiC) பயணம் 1893 இல் தொடங்கியது, எட்வர்ட் குட்ரிச் அச்செசன், குவார்ட்ஸ் மற்றும் கார்பனின் மின்சார வெப்பமாக்கல் மூலம் SiC இன் தொழில்துறை உற்பத்தியை அடைய கார்பன் பொருட்களைப் பயன்படுத்தி, அச்செசன் உலையை வடிவமைத்தார். இந்த கண்டுபிடிப்பு SiC இன் தொழில்மயமாக்கலின் தொடக்கத்தைக் குறித்தது மற்றும் அச்செசனுக்கு காப்புரிமையைப் பெற்றது.

20 ஆம் நூற்றாண்டின் முற்பகுதியில், SiC அதன் குறிப்பிடத்தக்க கடினத்தன்மை மற்றும் உடைகள் எதிர்ப்பின் காரணமாக முதன்மையாக சிராய்ப்பாக பயன்படுத்தப்பட்டது. 20 ஆம் நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில், இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) தொழில்நுட்பத்தின் முன்னேற்றங்கள் புதிய சாத்தியங்களைத் திறந்தன. Rustum Roy தலைமையிலான பெல் ஆய்வகத்தின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் CVD SiCக்கு அடித்தளமிட்டனர், கிராஃபைட் பரப்புகளில் முதல் SiC பூச்சுகளை அடைந்தனர்.

1970 களில் யூனியன் கார்பைடு கார்ப்பரேஷன், காலியம் நைட்ரைடு (GaN) குறைக்கடத்தி பொருட்களின் எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியில் SiC-பூசப்பட்ட கிராஃபைட்டைப் பயன்படுத்தியபோது ஒரு பெரிய முன்னேற்றத்தைக் கண்டது. இந்த முன்னேற்றம் உயர் செயல்திறன் கொண்ட GaN-அடிப்படையிலான LEDகள் மற்றும் லேசர்களில் முக்கிய பங்கு வகித்தது. பல தசாப்தங்களாக, SiC பூச்சுகள் குறைக்கடத்திகளுக்கு அப்பால் விண்வெளி, வாகனம் மற்றும் பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஆகியவற்றில் பயன்பாடுகளுக்கு விரிவடைந்துள்ளன, உற்பத்தி நுட்பங்களில் மேம்பாடுகளுக்கு நன்றி.

இன்று, வெப்ப தெளித்தல், PVD மற்றும் நானோ தொழில்நுட்பம் போன்ற கண்டுபிடிப்புகள் SiC பூச்சுகளின் செயல்திறன் மற்றும் பயன்பாட்டை மேலும் மேம்படுத்தி, அதிநவீன துறைகளில் அதன் திறனை வெளிப்படுத்துகின்றன.

2. SiC இன் படிக கட்டமைப்புகள் மற்றும் பயன்பாடுகளைப் புரிந்துகொள்வது
SiC ஆனது 200க்கும் மேற்பட்ட பாலிடைப்களைக் கொண்டுள்ளது, அவற்றின் அணு அமைப்புகளால் கன (3C), அறுகோண (H) மற்றும் ரோம்போஹெட்ரல் (R) கட்டமைப்புகளாக வகைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. இவற்றில், 4H-SiC மற்றும் 6H-SiC ஆகியவை முறையே உயர்-சக்தி மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் β-SiC அதன் சிறந்த வெப்ப கடத்துத்திறன், உடைகள் எதிர்ப்பு மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு ஆகியவற்றிற்காக மதிப்பிடப்படுகிறது.

β-SiC கள்வெப்ப கடத்துத்திறன் போன்ற தனித்துவமான பண்புகள்120-200 W/m·Kமற்றும் வெப்ப விரிவாக்கக் குணகம் கிராஃபைட்டுடன் நெருக்கமாகப் பொருந்துகிறது, இது வேஃபர் எபிடாக்ஸி உபகரணங்களில் மேற்பரப்பு பூச்சுகளுக்கு விருப்பமான பொருளாக அமைகிறது.

3. SiC பூச்சுகள்: பண்புகள் மற்றும் தயாரிப்பு நுட்பங்கள்
SiC பூச்சுகள், பொதுவாக β-SiC, கடினத்தன்மை, உடைகள் எதிர்ப்பு மற்றும் வெப்ப நிலைத்தன்மை போன்ற மேற்பரப்பு பண்புகளை மேம்படுத்த பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தயாரிப்பதற்கான பொதுவான முறைகள் பின்வருமாறு:

• இரசாயன நீராவி படிவு (CVD):சிறந்த ஒட்டுதல் மற்றும் சீரான உயர்தர பூச்சுகளை வழங்குகிறது, பெரிய மற்றும் சிக்கலான அடி மூலக்கூறுகளுக்கு ஏற்றது.
• உடல் நீராவி படிவு (PVD):உயர் துல்லியமான பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்ற பூச்சு கலவை மீது துல்லியமான கட்டுப்பாட்டை வழங்குகிறது.
• தெளித்தல் நுட்பங்கள், மின் வேதியியல் படிவு மற்றும் ஸ்லரி பூச்சு: ஒட்டுதல் மற்றும் சீரான தன்மையில் பல்வேறு வரம்புகள் இருந்தாலும், குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்கு செலவு குறைந்த மாற்றாக சேவை செய்யவும்.

ஒவ்வொரு முறையும் அடி மூலக்கூறு பண்புகள் மற்றும் பயன்பாட்டுத் தேவைகளின் அடிப்படையில் தேர்ந்தெடுக்கப்படுகிறது.

4. MOCVD இல் SiC-கோடட் கிராஃபைட் சஸ்செப்டர்கள்
செமிகண்டக்டர் மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் பொருள் உற்பத்தியில் முக்கிய செயல்முறையான உலோக கரிம இரசாயன நீராவி படிவுகளில் (எம்ஓசிவிடி) SiC- பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சஸ்செப்டர்கள் இன்றியமையாதவை.

இந்த உறிஞ்சிகள் எபிடாக்சியல் பட வளர்ச்சிக்கு வலுவான ஆதரவை வழங்குகின்றன, வெப்ப நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்கின்றன மற்றும் தூய்மையற்ற மாசுபாட்டைக் குறைக்கின்றன. SiC பூச்சு ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு, மேற்பரப்பு பண்புகள் மற்றும் இடைமுகத் தரத்தை மேம்படுத்துகிறது, பட வளர்ச்சியின் போது துல்லியமான கட்டுப்பாட்டை செயல்படுத்துகிறது.

5. எதிர்காலத்தை நோக்கி முன்னேறுதல்
சமீபத்திய ஆண்டுகளில், SiC- பூசப்பட்ட கிராஃபைட் அடி மூலக்கூறுகளின் உற்பத்தி செயல்முறைகளை மேம்படுத்துவதில் குறிப்பிடத்தக்க முயற்சிகள் இயக்கப்பட்டுள்ளன. செலவினங்களைக் குறைக்கும் போது பூச்சு தூய்மை, சீரான தன்மை மற்றும் ஆயுட்காலம் ஆகியவற்றை மேம்படுத்துவதில் ஆராய்ச்சியாளர்கள் கவனம் செலுத்துகின்றனர். கூடுதலாக, போன்ற புதுமையான பொருட்களின் ஆய்வுடான்டலம் கார்பைடு (TaC) பூச்சுகள்வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பில் சாத்தியமான மேம்பாடுகளை வழங்குகிறது, அடுத்த தலைமுறை தீர்வுகளுக்கு வழி வகுக்கிறது.

SiC- பூசப்பட்ட கிராஃபைட் சஸ்செப்டர்களுக்கான தேவை தொடர்ந்து அதிகரித்து வருவதால், அறிவார்ந்த உற்பத்தி மற்றும் தொழில்துறை அளவிலான உற்பத்தியில் முன்னேற்றங்கள் குறைக்கடத்தி மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் தொழில்களின் வளர்ந்து வரும் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய உயர்தர தயாரிப்புகளின் வளர்ச்சியை மேலும் ஆதரிக்கும்.