Кремний карбидин (SiC) иштеп чыгуу жана колдонуу
1. SiCдеги инновациялардын кылымы
Кремний карбидинин (SiC) сапары 1893-жылы, Эдвард Гудрих Ачесон кварцты жана көмүртекти электрдик жылытуу аркылуу SiC өнөр жай өндүрүшүнө жетүү үчүн көмүртектүү материалдарды колдонуп, Ачесон мешин долбоорлогондо башталган. Бул ойлоп табуу SiCтин индустриализациясынын башталышы болгон жана Ачесонго патент алган.
20-кылымдын башында, SiC, биринчи кезекте, анын укмуштуудай катуулугуна жана эскиришине туруктуулугуна байланыштуу абразив катары колдонулган. 20-кылымдын орто ченинде химиялык бууларды жайгаштыруу (CVD) технологиясындагы жетишкендиктер жаңы мүмкүнчүлүктөрдү ачты. Рустум Рой жетектеген Bell Labs изилдөөчүлөрү CVD SiC үчүн негиз салышып, графит бетинде биринчи SiC каптоосуна жетишишти.
1970-жылдары Union Carbide Corporation галлий нитридинин (GaN) жарым өткөргүч материалдарынын эпитаксиалдык өсүшүнө SiC капталган графитти колдонгондо чоң жетишкендик болду. Бул прогресс жогорку натыйжалуу GaN негизиндеги LED жана лазерлерде негизги ролду ойноду. Ондогон жылдар бою SiC жабуулары жарым өткөргүчтөрдөн тышкары, өндүрүш техникасын өркүндөтүүнүн аркасында аэрокосмостук, автомобиль жана электр энергиясы тармагындагы колдонмолорго чейин кеңейди.
Бүгүнкү күндө термикалык чачуу, PVD жана нанотехнология сыяктуу инновациялар SiC каптоолордун иштөөсүн жана колдонулушун андан ары жогорулатууда, анын алдыңкы тармактарда потенциалын көрсөтүүдө.
2. SiCтин кристаллдык структураларын жана колдонулушун түшүнүү
SiC 200дөн ашык политиптерге ээ, алардын атомдук түзүлүштөрү боюнча куб (3C), алты бурчтуу (H) жана ромбоэдрдик (R) структураларга бөлүнөт. Алардын ичинен 4H-SiC жана 6H-SiC тиешелүүлүгүнө жараша жогорку кубаттуулуктагы жана оптоэлектрондук түзүлүштөрдө кеңири колдонулат, ал эми β-SiC өзүнүн жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүгү, эскирүү жана коррозияга туруктуулугу үчүн бааланат.
β-SiCжылуулук өткөрүмдүүлүк сыяктуу уникалдуу касиеттери120-200 Вт/м·Кжана графитке жакын келген жылуулук кеңейүү коэффициенти, аны пластинка эпитаксисиндеги жабдыктарда беттик каптоо үчүн артыкчылыктуу материал кылат.
3. SiC каптоо: касиеттери жана даярдоо техникасы
SiC жабуулары, адатта, β-SiC, катуулугу, эскирүү туруктуулугу жана жылуулук туруктуулугу сыяктуу беттик касиеттерин жогорулатуу үчүн кеңири колдонулат. даярдоонун жалпы ыкмалары болуп төмөнкүлөр саналат:
- Химиялык буулардын чөктүрүлүшү (CVD):Чоң жана татаал субстраттар үчүн идеалдуу эң сонун адгезиясы жана бирдейлиги менен жогорку сапаттагы каптамаларды берет.
- Физикалык буу туташтыруу (PVD):Жогорку тактыктагы колдонмолорго ылайыктуу, каптоо курамын так көзөмөлдөөнү сунуштайт.
- Чачыруу техникасы, электрохимиялык тундурма жана шламды каптоо: Адгезиясы жана бирдейлиги боюнча ар кандай чектөөлөргө карабастан, конкреттүү колдонмолор үчүн үнөмдүү альтернатива катары кызмат кылыңыз.
Ар бир ыкма субстрат өзгөчөлүктөрү жана колдонуу талаптарынын негизинде тандалып алынат.
4. MOCVDдеги SiC-капталган графиттин сезгичтери
SiC-капталган графит сезгичтери жарым өткөргүчтөрдү жана оптоэлектрондук материалдарды өндүрүүдө негизги процесс болгон Металл Органикалык Химиялык Бууну Депозитациялоодо (MOCVD) зарыл.
Бул сезгичтер эпитаксиалдык пленканын өсүшүнө бекем колдоо көрсөтүп, термикалык туруктуулукту камсыз кылат жана ыпластыктын булганышын азайтат. SiC каптоо ошондой эле окистенүү каршылыгын, беттик касиеттерин жана интерфейстин сапатын жогорулатып, пленканын өсүшү учурунда так башкарууга мүмкүндүк берет.
5. Келечекке умтулуу
Акыркы жылдарда SiC капталган графиттик субстраттарды өндүрүү процесстерин жакшыртууга олуттуу аракеттер жумшалды. Окумуштуулар чыгымдарды азайтып, жабуунун тазалыгын, бирдейлигин жана өмүрүнүн узактыгын жогорулатууга басым жасашууда. Мындан тышкары, сыяктуу инновациялык материалдарды чалгындоотантал карбид (TaC) каптоожылуулук өткөрүмдүүлүктү жана коррозияга туруктуулукту потенциалдуу жакшыртууну сунуштап, кийинки муундагы чечимдерге жол ачат.
SiC-капталган графиттүү сезгичтерге суроо-талап өсүп жаткандыктан, интеллектуалдык өндүрүштөгү жана өнөр жайлык масштабдагы өндүрүштөгү жетишкендиктер жарым өткөргүч жана оптоэлектроника тармактарынын өнүгүп жаткан муктаждыктарын канааттандыруу үчүн жогорку сапаттагы продукцияны өнүктүрүүнү мындан ары да колдойт.
Посттун убактысы: 24-ноябрь, 2023-ж