Pêşveçûn û Serîlêdanên Silicon Carbide (SiC)
1. Sedsalek Nûbûnek li SiC
Rêwîtiya silicon carbide (SiC) di 1893 de dest pê kir, dema ku Edward Goodrich Acheson firna Acheson dîzayn kir, materyalên karbonê bikar anî da ku hilberîna pîşesaziyê ya SiC bi germkirina elektrîkî ya quartz û karbonê bi dest bixe. Vê dahênanê destpêka pîşesaziya SiC-ê nîşan da û patentek Acheson qezenc kir.
Di destpêka sedsala 20-an de, SiC di serî de ji ber serhişkiya xwe ya berbiçav û berxwedana liberxwedanê wekî abrasive hate bikar anîn. Di nîvê sedsala 20-an de, pêşkeftinên di teknolojiya hilweşandina vapora kîmyewî (CVD) de îmkanên nû vekir. Lekolînwanên Bell Labs, bi serokatiya Rustum Roy, bingehek ji bo CVD SiC danî, bi destxistina yekem çîpên SiC li ser rûyên grafît.
Di salên 1970-an de gava ku Union Carbide Corporation di mezinbûna epîtaksial a materyalên nîvconduktorê galium nitride (GaN) de grafîta pêçandî ya SiC de serkeftinek mezin dît. Vê pêşkeftinê di LED û lazer-based GaN-a-performansa bilind de rolek girîng lîst. Di nav dehsalan de, pêlên SiC-ê ji nîv-conductoran wêdetir berbi sepanên di hewa feza, otomotîv û elektronîkên hêzê de, bi saya pêşkeftinên di teknîkên çêkirinê de, berfireh bûne.
Îro, nûbûnên mîna rijandina termal, PVD, û nanoteknolojî performans û sepana pêlên SiC-ê bêtir zêde dikin, potansiyela wê di warên pêşkeftî de destnîşan dikin.
2. Têgihîştina Structures Crystal û Bikaranîna SiC
SiC xwedan 200 polîtîp e, ku ji hêla aranjmanên atomî ve di nav strukturên kub (3C), hexagonal (H) û rombohedral (R) de têne kategorîze kirin. Di nav van de, 4H-SiC û 6H-SiC bi rêzê ve di cîhazên hêzdar û optoelektronîkî de bi berfirehî têne bikar anîn, dema ku β-SiC ji ber guheztina xweya germî ya bilind, berxwedana liberxwedanê, û berxwedana korozyonê tête binirxandin.
β-SiCtaybetiyên yekta, wek gihandina termal ya120-200 W/m·Kû hevsengek berfirehbûna germî ya ku ji nêz ve bi grafît re têkildar e, wê dike materyalê bijartî ji bo xêzkirina rûyê di alavên epîtaksiya wafer de.
3. SiC Coatings: Taybetmendî û Teknîkên Amadekirinê
Kincên SiC, bi gelemperî β-SiC, bi berfirehî têne sepandin da ku taybetmendiyên rûkalê yên mîna serhişkî, berxwedana lixwekirinê, û aramiya germî zêde bikin. Rêbazên gelemperî yên amadekirinê ev in:
- Depokirina Vapora Kîmyewî (CVD):Ji bo binesaziyên mezin û tevlihev, cil û bergên qalîteya bilind bi adhezîn û yekrengiya hêja peyda dike.
- Rakirina Vapora Fîzîkî (PVD):Kontrola rast li ser pêkhatina pêlavê pêşkêşî dike, ku ji bo sepanên rast-bilind maqûl e.
- Teknîkên Spraykirinê, Depokirina Elektrokîmyawî, û Pêvekirina Slurry: Ji bo serîlêdanên taybetî wekî alternatîfên lêçûn-bandor xizmet bikin, her çend bi tixûbên cûrbecûr di adhesion û yekrengiyê de bin.
Her rêbaz li gorî taybetmendiyên substratê û daxwazên serîlêdanê têne hilbijartin.
4. Di MOCVD de Susceptorsên Grafîtê yên SiC-Coated
Zencîreyên grafîtê yên bi SiC-ê di Depokirina Vapora Kîmyewî ya Organîk a Metal (MOCVD) de, pêvajoyek bingehîn a di hilberîna materyalê nîvconductor û optoelektronîkî de ne hewce ne.
Van susceptors ji bo mezinbûna fîlima epitaxial piştgirîyek zexm peyda dikin, aramiya germî peyda dikin û gemariya nepakiyê kêm dikin. Pîvana SiC di heman demê de berxwedana oksîdasyonê, taybetmendiyên rûkal, û kalîteya navberê jî zêde dike, ku di dema mezinbûna fîlimê de kontrolkirina rastîn pêk tîne.
5. Ber bi Pêşerojê ve Pêşdeçûn
Di salên dawî de, hewildanên girîng ji bo baştirkirina pêvajoyên hilberînê yên substratên grafît ên pêçandî yên SiC hatine rêve kirin. Lekolînwan balê dikişînin ser zêdekirina paqijiya pêlavê, yekrengî, û heyatê dema ku lêçûn kêm dikin. Wekî din, lêgerîna materyalên nûjen ên mînapêlên karbîd tantal (TaC).çêtirkirinên potansiyel di guheztina germî û berxwedana korozyonê de pêşkêşî dike, rê li ber çareseriyên nifşê din vedike.
Ji ber ku daxwaziya ji bo pêgirên grafît ên pêçandî yên SiC her ku diçe mezin dibe, pêşkeftinên di hilberîna hişmend û hilberîna pîvana pîşesaziyê de dê bêtir piştgirî bide pêşkeftina hilberên kalîteyê da ku hewcedariyên pêşkeftî yên pîşesaziyên nîvconductor û optoelektronîkî bicîh bîne.
Dema şandinê: Nov-24-2023