சிலிக்கான் கார்பைடு எபிடாக்ஸியின் பொருள்

சிலிக்கான் கார்பைடு, வேதியியல் ஃபார்முலா எஸ்.ஐ.சி உடன், சிலிக்கான் (எஸ்ஐ) மற்றும் கார்பன் (சி) உறுப்புகளுக்கு இடையில் வலுவான கோவலன்ட் பிணைப்புகளால் உருவாகும் ஒரு கூட்டு குறைக்கடத்தி பொருள் ஆகும். அதன் சிறந்த உடல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளுடன், இது பல தொழில்துறை துறைகளில், குறிப்பாக கோரக்கூடிய குறைக்கடத்தி உற்பத்தி செயல்முறையில் பெருகிய முறையில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.

Ⅰ. சிலிக்கான் கார்பைடு (sic) இன் முக்கிய இயற்பியல் பண்புகள்

SIC இன் இயற்பியல் பண்புகளைப் புரிந்துகொள்வது அதன் பயன்பாட்டு மதிப்பைப் புரிந்துகொள்வதற்கான அடிப்படையாகும்:

1) அதிக கடினத்தன்மை:

SIC இன் MOHS கடினத்தன்மை சுமார் 9-9.5 ஆகும், இது வைரத்திற்கு அடுத்தபடியாக உள்ளது. இதன் பொருள் இது சிறந்த உடைகள் மற்றும் கீறல் எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: குறைக்கடத்தி செயலாக்கத்தில், இதன் பொருள் SIC ஆல் செய்யப்பட்ட பகுதிகள் (ரோபோ ஆயுதங்கள், சக்ஸ், அரைக்கும் வட்டுகள் போன்றவை) நீண்ட ஆயுளைக் கொண்டுள்ளன, உடைகளால் ஏற்படும் துகள் உற்பத்தியைக் குறைக்கின்றன, இதனால் செயல்முறையின் தூய்மை மற்றும் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துகின்றன.

2) சிறந்த வெப்ப பண்புகள்:

High அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன்: 

எஸ்.ஐ.சியின் வெப்ப கடத்துத்திறன் பாரம்பரிய சிலிக்கான் பொருட்கள் மற்றும் பல உலோகங்கள் (அறை வெப்பநிலையில் 300−490W/(MəK) வரை அதன் படிக வடிவம் மற்றும் தூய்மையைப் பொறுத்து) விட அதிகமாக உள்ளது.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: இது வெப்பத்தை விரைவாகவும் திறமையாகவும் சிதறடிக்கும். உயர் சக்தி குறைக்கடத்தி சாதனங்களின் வெப்பச் சிதறலுக்கு இது மிகவும் முக்கியமானது, இது சாதனம் வெப்பமடைவதையும் தோல்வியுற்றதையும் தடுக்கலாம், மேலும் சாதனத்தின் நம்பகத்தன்மை மற்றும் செயல்திறனை மேம்படுத்தலாம். ஹீட்டர்கள் அல்லது குளிரூட்டும் தகடுகள் போன்ற செயல்முறை உபகரணங்களில், அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் வெப்பநிலை சீரான தன்மை மற்றும் விரைவான பதிலை உறுதி செய்கிறது.

வெப்ப விரிவாக்க குணகம்: SIC ஒரு பரந்த வெப்பநிலை வரம்பில் சிறிய பரிமாண மாற்றத்தைக் கொண்டுள்ளது.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: கடுமையான வெப்பநிலை மாற்றங்களை அனுபவிக்கும் குறைக்கடத்தி செயல்முறைகளில் (விரைவான வெப்ப அனீலிங் போன்றவை), SIC பாகங்கள் அவற்றின் வடிவம் மற்றும் பரிமாண துல்லியத்தை பராமரிக்கலாம், வெப்ப பொருந்தாத தன்மையால் ஏற்படும் மன அழுத்தத்தையும் சிதைவையும் குறைக்கலாம், மேலும் செயலாக்க துல்லியம் மற்றும் சாதன விளைச்சலை உறுதி செய்யலாம்.

The சிறந்த வெப்ப நிலைத்தன்மை: SIC அதன் கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்திறன் நிலைத்தன்மையை அதிக வெப்பநிலையில் பராமரிக்க முடியும், மேலும் வெப்பநிலையை 1600 ∘c வரை அல்லது ஒரு மந்த வளிமண்டலத்தில் கூட தாங்க முடியும்.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி, ஆக்சிஜனேற்றம், பரவல் போன்ற உயர் வெப்பநிலை செயல்முறை சூழல்களுக்கு ஏற்றது, மேலும் பிற பொருட்களுடன் சிதைவது அல்லது செயல்பட எளிதானது அல்ல.

Some நல்ல வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பு: விரிசல் அல்லது சேதம் இல்லாமல் விரைவான வெப்பநிலை மாற்றங்களைத் தாங்க முடியும்.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: விரைவான வெப்பநிலை உயர்வு மற்றும் வீழ்ச்சி தேவைப்படும் செயல்முறை படிகளில் SIC கூறுகள் மிகவும் நீடித்தவை.

3） சிறந்த மின் பண்புகள் (குறிப்பாக குறைக்கடத்தி சாதனங்களுக்கு):

● பரந்த பேண்ட்கேப்: SIC இன் பேண்ட்கேப் சிலிக்கான் (Si) ஐ விட மூன்று மடங்கு ஆகும் (எடுத்துக்காட்டாக, 4H-SIC சுமார் 3.26EV மற்றும் SI சுமார் 1.12EV ஆகும்).

பயன்பாட்டு மதிப்பு:

அதிக இயக்க வெப்பநிலை: பரந்த பேண்ட்கேப் எஸ்.ஐ.சி சாதனங்களின் உள்ளார்ந்த கேரியர் செறிவை அதிக வெப்பநிலையில் இன்னும் குறைவாகவே செய்கிறது, எனவே இது சிலிக்கான் சாதனங்களை விட (300∘C அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட) வெப்பநிலையில் செயல்பட முடியும்.

உயர் முறிவு மின்சார புலம்: SIC இன் முறிவு மின்சார புல வலிமை சிலிக்கானை விட கிட்டத்தட்ட 10 மடங்கு ஆகும். இதன் பொருள், அதே மின்னழுத்த எதிர்ப்பு மட்டத்தில், SIC சாதனங்களை மெல்லியதாக மாற்ற முடியும் மற்றும் சறுக்கல் பகுதி எதிர்ப்பு சிறியதாக இருக்கும், இதன் மூலம் கடத்தல் இழப்புகளைக் குறைக்கிறது.

வலுவான கதிர்வீச்சு எதிர்ப்பு: பரந்த பேண்ட்கேப் இது சிறந்த கதிர்வீச்சு எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் விண்வெளி போன்ற சிறப்பு சூழல்களுக்கு ஏற்றது.

Set உயர் செறிவு எலக்ட்ரான் சறுக்கல் வேகம்: SIC இன் செறிவு எலக்ட்ரான் சறுக்கல் வேகம் சிலிக்கானை விட இரண்டு மடங்கு ஆகும்.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: இது SIC சாதனங்களை அதிக மாறுதல் அதிர்வெண்களில் செயல்பட உதவுகிறது, இது கணினியில் உள்ள தூண்டிகள் மற்றும் மின்தேக்கிகள் போன்ற செயலற்ற கூறுகளின் அளவு மற்றும் எடையைக் குறைப்பதற்கும் கணினி சக்தி அடர்த்தியை மேம்படுத்துவதற்கும் நன்மை பயக்கும்.

4） சிறந்த வேதியியல் நிலைத்தன்மை:

எஸ்.ஐ.சி வலுவான அரிப்பு எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் அறை வெப்பநிலையில் பெரும்பாலான அமிலங்கள், தளங்கள் அல்லது உருகிய உப்புகளுடன் செயல்படாது. இது சில வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்றிகள் அல்லது உருகிய தளங்களுடன் அதிக வெப்பநிலையில் மட்டுமே செயல்படுகிறது.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: குறைக்கடத்தி ஈரமான பொறித்தல் மற்றும் சுத்தம் போன்ற அரிக்கும் இரசாயனங்கள் சம்பந்தப்பட்ட செயல்முறைகளில், SIC கூறுகள் (படகுகள், குழாய்கள் மற்றும் முனைகள் போன்றவை) நீண்ட சேவை ஆயுள் மற்றும் மாசுபடுவதற்கான ஆபத்து குறைவாக உள்ளன. பிளாஸ்மா பொறித்தல் போன்ற வறண்ட செயல்முறைகளில், பல பாரம்பரிய பொருட்களை விட பிளாஸ்மாவுக்கு அதன் சகிப்புத்தன்மையும் சிறந்தது.

5அதிக தூய்மை (அதிக தூய்மை அடையக்கூடியது):

வேதியியல் நீராவி படிவு (சி.வி.டி) போன்ற முறைகளால் உயர் தூய்மை எஸ்.ஐ.சி பொருட்களை தயாரிக்க முடியும்.

பயனர் மதிப்பு: குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில், பொருள் தூய்மை முக்கியமானது, மேலும் எந்தவொரு அசுத்தங்களும் சாதன செயல்திறன் மற்றும் விளைச்சலை பாதிக்கலாம். உயர் தூய்மை SIC கூறுகள் சிலிக்கான் செதில்கள் அல்லது செயல்முறை சூழல்களின் மாசுபாட்டைக் குறைக்கின்றன.

Ⅱ. சிலிக்கான் கார்பைடு (sic) பயன்பாடு எபிடாக்சியல் அடி மூலக்கூறாக

SIC ஒற்றை படிக செதில்கள் உயர் செயல்திறன் கொண்ட SIC மின் சாதனங்களை (MOSFETS, JFET கள், SBDS போன்றவை) மற்றும் காலியம் நைட்ரைடு (GAN) RF/மின் சாதனங்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான முக்கிய அடி மூலக்கூறு பொருட்கள் ஆகும்.

குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டு காட்சிகள் மற்றும் பயன்பாடுகள்:

1) SIC-ON-SIC EPITAXY:

பயன்பாடு: உயர் தூய்மை SIC ஒற்றை படிக அடி மூலக்கூறில், SIC மின் சாதனங்களின் செயலில் உள்ள பகுதியை உருவாக்க குறிப்பிட்ட ஊக்கமருந்து மற்றும் தடிமன் கொண்ட ஒரு SIC எபிடாக்சியல் அடுக்கு வேதியியல் நீராவி எபிடாக்ஸி (சி.வி.டி) மூலம் வளர்க்கப்படுகிறது.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: SIC அடி மூலக்கூறின் சிறந்த வெப்ப கடத்துத்திறன் சாதனத்தை வெப்பத்தை சிதறச் செய்ய உதவுகிறது, மேலும் பரந்த பேண்ட்கேப் பண்புகள் சாதனத்தை அதிக மின்னழுத்தம், அதிக வெப்பநிலை மற்றும் அதிக அதிர்வெண் செயல்பாட்டைத் தாங்க உதவுகின்றன. இது SIC மின் சாதனங்கள் புதிய எரிசக்தி வாகனங்கள் (மின்சார கட்டுப்பாடு, சார்ஜிங் குவியல்கள்), ஒளிமின்னழுத்த இன்வெர்ட்டர்கள், தொழில்துறை மோட்டார் இயக்கிகள், ஸ்மார்ட் கட்டங்கள் மற்றும் பிற துறைகளில் சிறப்பாக செயல்பட வைக்கிறது, கணினி செயல்திறனை கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது மற்றும் உபகரணங்களின் அளவு மற்றும் எடையைக் குறைக்கிறது.

2) கன்-ஆன்-சிக் எபிடாக்ஸி:

பயன்பாடு: கான் (சபையர் மற்றும் சிலிக்கானுடன் ஒப்பிடும்போது) மற்றும் மிக அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் காரணமாக அவற்றின் நல்ல லட்டு பொருத்தம் காரணமாக உயர்தர கான் எபிடாக்சியல் அடுக்குகளை (குறிப்பாக உயர்-அதிர்வெண், ஹெம்ட்கள் போன்ற உயர்-சக்தி ஆர்எஃப் சாதனங்களுக்கு) வளர்ப்பதற்கு எஸ்ஐசி அடி மூலக்கூறுகள் சிறந்தவை.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: சாதனங்களின் நம்பகத்தன்மை மற்றும் செயல்திறனை உறுதிப்படுத்த SIC அடி மூலக்கூறுகள் செயல்பாட்டின் போது GAN சாதனங்களால் உருவாக்கப்படும் அதிக அளவு வெப்பத்தை திறம்பட நடத்தலாம். இது 5 ஜி தகவல்தொடர்பு அடிப்படை நிலையங்கள், ரேடார் அமைப்புகள், மின்னணு எதிர் நடவடிக்கைகள் மற்றும் பிற துறைகளில் ஈடுசெய்ய முடியாத நன்மைகளைக் கொண்டிருக்கும் GAN-ON-SIC சாதனங்களை உருவாக்குகிறது.

Ⅲ. சிலிக்கான் கார்பைடு (sic) பயன்பாடு பூச்சு

எஸ்.ஐ.சி பூச்சுகள் வழக்கமாக சி.வி.டி முறையால் கிராஃபைட், மட்பாண்டங்கள் அல்லது உலோகங்கள் போன்ற அடி மூலக்கூறுகளின் மேற்பரப்பில் டெபாசிட் செய்யப்படுகின்றன.

குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டு காட்சிகள் மற்றும் பயன்பாடுகள்:

1) பிளாஸ்மா பொறித்தல் உபகரணங்கள் கூறுகள்:

கூறுகளின் எடுத்துக்காட்டுகள்: ஷவர்ஹெட்ஸ், சேம்பர் லைனர்கள், ஈ.எஸ்.சி மேற்பரப்புகள், ஃபோகஸ் மோதிரங்கள், எட்ச் ஜன்னல்கள்.

பயன்கள்: பிளாஸ்மா சூழலில், இந்த கூறுகள் உயர் ஆற்றல் அயனிகள் மற்றும் அரிக்கும் வாயுக்களால் குண்டுவீசிக்கப்படுகின்றன. SIC பூச்சுகள் இந்த முக்கியமான கூறுகளை அவற்றின் அதிக கடினத்தன்மை, அதிக வேதியியல் நிலைத்தன்மை மற்றும் பிளாஸ்மா அரிப்புக்கு எதிர்ப்பு ஆகியவற்றால் சேதத்திலிருந்து பாதுகாக்கின்றன.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: கூறு ஆயுளை நீட்டித்தல், கூறு அரிப்பால் உருவாக்கப்படும் துகள்களைக் குறைத்தல், செயல்முறை நிலைத்தன்மை மற்றும் மீண்டும் மீண்டும் தன்மையை மேம்படுத்துதல், பராமரிப்பு செலவுகள் மற்றும் வேலையில்லா நேரத்தைக் குறைத்தல் மற்றும் செதில் செயலாக்கத்தின் தூய்மையை உறுதிப்படுத்தவும்.

2) எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி உபகரணங்கள் கூறுகள்:

கூறுகளின் எடுத்துக்காட்டுகள்: SUSSPECTORS/WAFER கேரியர்கள், ஹீட்டர் கூறுகள்.

பயன்கள்: உயர் வெப்பநிலை, உயர் தூய்மை எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி சூழல்களில், எஸ்.ஐ.சி பூச்சுகள் (பொதுவாக உயர் தூய்மை எஸ்.ஐ.சி) செயல்முறை வாயுக்களுடன் எதிர்வினையைத் தடுக்க அல்லது அசுத்தங்களை வெளியிடுவதைத் தடுக்க சிறந்த உயர் வெப்பநிலை நிலைத்தன்மை மற்றும் வேதியியல் செயலற்ற தன்மையை வழங்க முடியும்.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: எபிடாக்சியல் லேயரின் தரம் மற்றும் தூய்மையை உறுதிப்படுத்தவும், வெப்பநிலை சீரான தன்மையை மேம்படுத்தவும் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு துல்லியத்தன்மையை மேம்படுத்தவும்.

3) பிற செயல்முறை உபகரணங்கள் கூறுகள்:

கூறு எடுத்துக்காட்டுகள்: MOCVD கருவிகளின் கிராஃபைட் வட்டுகள், SIC பூசப்பட்ட படகுகள் (பரவல்/ஆக்சிஜனேற்றத்திற்கான படகுகள்).

பயன்கள்: அரிப்பு-எதிர்ப்பு, உயர் வெப்பநிலை-எதிர்ப்பு, உயர் தூய்மை மேற்பரப்புகளை வழங்குதல்.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: செயல்முறை நம்பகத்தன்மை மற்றும் கூறு வாழ்க்கையை மேம்படுத்தவும்.

Ⅳ. சிலிக்கான் கார்பைடு (sic) பிற குறிப்பிட்ட தயாரிப்பு கூறுகளாக (பிற குறிப்பிட்ட தயாரிப்பு கூறுகள்) பயன்பாடு

ஒரு அடி மூலக்கூறு மற்றும் பூச்சு என்பதோடு மட்டுமல்லாமல், SIC அதன் சிறந்த விரிவான செயல்திறன் காரணமாக நேரடியாக பல்வேறு துல்லியமான கூறுகளாக செயலாக்கப்படுகிறது.

குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டு காட்சிகள் மற்றும் பயன்பாடுகள்:

1) செதில் கையாளுதல் மற்றும் பரிமாற்ற கூறுகள்:

கூறுகளின் எடுத்துக்காட்டுகள்: ரோபோ எண்ட் எஃபெக்டர்கள், வெற்றிட சக்ஸ், எட்ஜ் கிரிப்ஸ், லிப்ட் ஊசிகள்.

பயன்பாடு: இந்த கூறுகளுக்கு அதிக விறைப்பு, அதிக உடைகள் எதிர்ப்பு, குறைந்த வெப்ப விரிவாக்கம் மற்றும் அதிக தூய்மை ஆகியவை துகள்கள் உருவாக்கப்படவில்லை என்பதை உறுதிப்படுத்த, செதில் கீறல்கள் இல்லை, மற்றும் அதிக வேகத்திலும் அதிக துல்லியத்திலும் செதில்களைக் கொண்டு செல்லும்போது வெப்பநிலை மாற்றங்கள் காரணமாக சிதைவு இல்லை.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: செதில் பரிமாற்றத்தின் நம்பகத்தன்மை மற்றும் தூய்மையை மேம்படுத்துதல், செதில் சேதத்தைக் குறைத்தல் மற்றும் தானியங்கி உற்பத்தி வரிகளின் நிலையான செயல்பாட்டை உறுதிப்படுத்தவும்.

2) உயர் வெப்பநிலை செயல்முறை உபகரணங்கள் கட்டமைப்பு பாகங்கள்:

கூறுகளின் எடுத்துக்காட்டுகள்: பரவல்/ஆக்சிஜனேற்றத்திற்கான உலை குழாய்கள், படகுகள்/கான்டிலீவர்ஸ், தெர்மோகப்பிள் பாதுகாப்பு குழாய்கள், முனைகள்.

பயன்பாடு: SIC இன் உயர் வெப்பநிலை வலிமை, வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பு, வேதியியல் செயலற்ற தன்மை மற்றும் குறைந்த மாசு பண்புகளைப் பயன்படுத்துங்கள்.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: அதிக வெப்பநிலை ஆக்சிஜனேற்றம், பரவல், வருடாந்திர மற்றும் பிற செயல்முறைகளில் நிலையான செயல்முறை சூழலை வழங்குதல், உபகரணங்களை ஆயுளை நீட்டித்தல் மற்றும் பராமரிப்பைக் குறைத்தல்.

3) துல்லியமான பீங்கான் கூறுகள்:

கூறு எடுத்துக்காட்டுகள்: தாங்கு உருளைகள், முத்திரைகள், வழிகாட்டிகள், லேப்பிங் தட்டுகள்.

பயன்பாடு: SIC இன் உயர் கடினத்தன்மையைப் பயன்படுத்துங்கள், எதிர்ப்பு எதிர்ப்பு, அரிப்பு எதிர்ப்பு மற்றும் பரிமாண நிலைத்தன்மை.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: சி.எம்.பி (வேதியியல் இயந்திர மெருகூட்டல்) கருவிகளில் பயன்படுத்தப்படும் சில கூறுகள் போன்ற அதிக துல்லியம், நீண்ட ஆயுள் மற்றும் கடுமையான சூழல்களுக்கு எதிர்ப்பு தேவைப்படும் சில இயந்திர கூறுகளில் சிறந்த செயல்திறன்.

4) ஆப்டிகல் கூறுகள்:

கூறு எடுத்துக்காட்டுகள்: புற ஊதா/எக்ஸ்-ரே ஒளியியல், ஆப்டிகல் விண்டோஸ்.

பயன்கள்: SIC இன் உயர் விறைப்பு, குறைந்த வெப்ப விரிவாக்கம், அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் மெருகூட்டல் ஆகியவை பெரிய அளவிலான, உயர் நிலைத்தன்மை கண்ணாடியை (குறிப்பாக விண்வெளி தொலைநோக்கிகள் அல்லது ஒத்திசைவு கதிர்வீச்சு மூலங்களில்) உற்பத்தி செய்வதற்கான சிறந்த பொருளாக அமைகின்றன.

பயன்பாட்டு மதிப்பு: தீவிர நிலைமைகளின் கீழ் சிறந்த ஒளியியல் செயல்திறன் மற்றும் பரிமாண நிலைத்தன்மையை வழங்குகிறது.