Silikon Karbidin (SiC) inkişafı və tətbiqi
1. SiC-də İnnovasiya Əsri
Silikon karbidin (SiC) səyahəti 1893-cü ildə Edvard Qudriç Açeson kvars və karbonun elektriklə qızdırılması yolu ilə SiC-nin sənaye istehsalına nail olmaq üçün karbon materiallarından istifadə edərək Acheson sobasını dizayn edərkən başladı. Bu ixtira SiC-nin sənayeləşməsinin başlanğıcını qeyd etdi və Achesona patent qazandırdı.
20-ci əsrin əvvəllərində SiC diqqətəlayiq sərtliyi və aşınma müqavimətinə görə ilk növbədə aşındırıcı kimi istifadə edilmişdir. 20-ci əsrin ortalarında kimyəvi buxar çökdürmə (CVD) texnologiyasındakı irəliləyişlər yeni imkanlar açdı. Rustum Royun başçılıq etdiyi Bell Labs tədqiqatçıları CVD SiC-nin əsasını qoydular və qrafit səthlərində ilk SiC örtüklərinə nail oldular.
1970-ci illərdə Union Carbide Corporation qalium nitridi (GaN) yarımkeçirici materialların epitaksial artımında SiC ilə örtülmüş qrafiti tətbiq edərkən böyük bir irəliləyiş oldu. Bu irəliləyiş yüksək performanslı GaN əsaslı LED-lər və lazerlərdə mühüm rol oynadı. Onilliklər ərzində SiC örtükləri istehsal texnikasındakı təkmilləşdirmələr sayəsində yarımkeçiricilərdən kənarda aerokosmik, avtomobil və elektrik elektronikasında tətbiqlərə genişlənmişdir.
Bu gün termal püskürtmə, PVD və nanotexnologiya kimi yeniliklər SiC örtüklərinin performansını və tətbiqini daha da artırır, onun qabaqcıl sahələrdə potensialını nümayiş etdirir.
2. SiC-nin Kristal Quruluşlarını və İstifadələrini Anlamaq
SiC, atom quruluşlarına görə kub (3C), altıbucaqlı (H) və rombedral (R) strukturlara təsnif edilən 200-dən çox politipə malikdir. Bunların arasında 4H-SiC və 6H-SiC müvafiq olaraq yüksək güclü və optoelektronik cihazlarda geniş istifadə olunur, β-SiC isə üstün istilik keçiriciliyi, aşınma müqaviməti və korroziyaya davamlılığı ilə qiymətləndirilir.
β-SiC-nin istilik keçiriciliyi kimi unikal xüsusiyyətlər120-200 Vt/m·Kvə qrafitə yaxından uyğun gələn istilik genişlənmə əmsalı onu vafli epitaksi avadanlıqlarında səth örtükləri üçün üstünlük təşkil edən material halına gətirir.
3. SiC örtükləri: xassələri və hazırlanma üsulları
SiC örtükləri, adətən β-SiC, sərtlik, aşınma müqaviməti və istilik sabitliyi kimi səth xüsusiyyətlərini artırmaq üçün geniş şəkildə tətbiq olunur. Ümumi hazırlıq üsullarına aşağıdakılar daxildir:
- Kimyəvi Buxar Çöküntüsü (CVD):Böyük və mürəkkəb substratlar üçün ideal olan əla yapışma və vahidliyə malik yüksək keyfiyyətli örtüklər təmin edir.
- Fiziki Buxar Çöküntüsü (PVD):Yüksək dəqiqlikli tətbiqlər üçün uyğun olan örtük tərkibinə dəqiq nəzarət təklif edir.
- Püskürtmə üsulları, elektrokimyəvi çökmə və məhlulla örtülmə: Yapışma və vahidlik baxımından müxtəlif məhdudiyyətlərə baxmayaraq, xüsusi tətbiqlər üçün sərfəli alternativlər kimi xidmət edin.
Hər bir üsul substratın xüsusiyyətləri və tətbiq tələbləri əsasında seçilir.
4. MOCVD-də SiC ilə örtülmüş qrafit həbləri
Yarımkeçiricilər və optoelektronik materialların istehsalında əsas proses olan Metal Üzvi Kimyəvi Buxar Çöküntüsü (MOCVD) üçün SiC ilə örtülmüş qrafit reseptorları əvəzolunmazdır.
Bu həssaslar epitaksial təbəqənin böyüməsi üçün möhkəm dəstək verir, istilik sabitliyini təmin edir və çirklənməni azaldır. SiC örtüyü, həmçinin oksidləşmə müqavimətini, səth xüsusiyyətlərini və interfeys keyfiyyətini artırır, filmin böyüməsi zamanı dəqiq nəzarəti təmin edir.
5. Gələcəyə doğru irəliləmək
Son illərdə SiC ilə örtülmüş qrafit substratların istehsal proseslərinin təkmilləşdirilməsinə əhəmiyyətli səylər yönəldilmişdir. Tədqiqatçılar xərcləri azaltmaqla yanaşı örtünün təmizliyini, vahidliyini və ömrünü artırmağa diqqət yetirirlər. Bundan əlavə, kimi yenilikçi materialların kəşfiyyatıtantal karbid (TaC) örtükləriistilik keçiriciliyi və korroziyaya qarşı müqavimətdə potensial təkmilləşdirmələr təklif edərək, gələcək nəsil həllər üçün yol açır.
SiC ilə örtülmüş qrafit reseptorlarına tələbat artmaqda davam etdikcə, ağıllı istehsal və sənaye miqyaslı istehsalda irəliləyişlər yarımkeçirici və optoelektronika sənayesinin inkişaf edən ehtiyaclarını ödəmək üçün yüksək keyfiyyətli məhsulların inkişafına daha da dəstək verəcəkdir.
Göndərmə vaxtı: 24 noyabr 2023-cü il