૧૮૯૩ માં સિલિકોન કાર્બાઇડની શોધ વ્હીલ્સ અને ઓટોમોટિવ બ્રેક્સ ગ્રાઇન્ડીંગ માટે ઔદ્યોગિક ઘર્ષક તરીકે થઈ હતી. ૨૦મી સદીના મધ્યભાગમાં, SiC વેફરનો ઉપયોગ LED ટેકનોલોજીમાં પણ વધ્યો. ત્યારથી, તેના ફાયદાકારક ભૌતિક ગુણધર્મોને કારણે તે અસંખ્ય સેમિકન્ડક્ટર એપ્લિકેશન્સમાં વિસ્તર્યું છે. આ ગુણધર્મો સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગમાં અને બહાર તેના વિશાળ ઉપયોગોમાં સ્પષ્ટ છે. મૂરનો કાયદો તેની મર્યાદા સુધી પહોંચતો દેખાઈ રહ્યો હોવાથી, સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગમાં ઘણી કંપનીઓ ભવિષ્યના સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી તરીકે સિલિકોન કાર્બાઇડ તરફ જોઈ રહી છે. SiC નું ઉત્પાદન SiC ના બહુવિધ પોલીટાઇપ્સનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે, જોકે સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગમાં, મોટાભાગના સબસ્ટ્રેટ કાં તો 4H-SiC હોય છે, જ્યારે SiC બજાર વિકસ્યું હોવાથી 6H- ઓછું સામાન્ય થઈ રહ્યું છે. 4H- અને 6H- સિલિકોન કાર્બાઇડનો ઉલ્લેખ કરતી વખતે, H સ્ફટિક જાળીની રચનાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. સંખ્યા સ્ફટિક માળખામાં અણુઓના સ્ટેકીંગ ક્રમનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, આ નીચે SVM ક્ષમતાઓ ચાર્ટમાં વર્ણવેલ છે. સિલિકોન કાર્બાઇડ કઠિનતાના ફાયદા વધુ પરંપરાગત સિલિકોન સબસ્ટ્રેટ કરતાં સિલિકોન કાર્બાઇડનો ઉપયોગ કરવાના અસંખ્ય ફાયદા છે. આ સામગ્રીનો એક મુખ્ય ફાયદો તેની કઠિનતા છે. આ સામગ્રીને ઉચ્ચ ગતિ, ઉચ્ચ તાપમાન અને/અથવા ઉચ્ચ વોલ્ટેજ એપ્લિકેશન્સમાં અસંખ્ય ફાયદા આપે છે. સિલિકોન કાર્બાઇડ વેફર્સમાં ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા હોય છે, જેનો અર્થ છે કે તેઓ એક બિંદુથી બીજા બિંદુ સુધી ગરમી ટ્રાન્સફર કરી શકે છે. આ તેની વિદ્યુત વાહકતા અને આખરે લઘુચિત્રીકરણમાં સુધારો કરે છે, જે SiC વેફર પર સ્વિચ કરવાના સામાન્ય ધ્યેયોમાંનું એક છે. થર્મલ ક્ષમતાઓ SiC સબસ્ટ્રેટ્સમાં થર્મલ વિસ્તરણ માટે પણ ઓછો ગુણાંક હોય છે. થર્મલ વિસ્તરણ એ સામગ્રીનું વિસ્તરણ અથવા સંકોચનનું પ્રમાણ અને દિશા છે કારણ કે તે ગરમ થાય છે અથવા ઠંડુ થાય છે. સૌથી સામાન્ય સમજૂતી બરફ છે, જોકે તે મોટાભાગની ધાતુઓથી વિરુદ્ધ વર્તે છે, જેમ જેમ તે ઠંડુ થાય છે તેમ તેમ વિસ્તરણ થાય છે અને જેમ જેમ તે ગરમ થાય છે તેમ તેમ સંકોચાય છે. થર્મલ વિસ્તરણ માટે સિલિકોન કાર્બાઇડનો ઓછો ગુણાંક એટલે કે તે ગરમ થાય છે અથવા ઠંડુ થાય છે તેમ તેમ કદ અથવા આકારમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર થતો નથી, જે તેને નાના ઉપકરણોમાં ફિટ કરવા અને એક જ ચિપ પર વધુ ટ્રાન્ઝિસ્ટર પેક કરવા માટે યોગ્ય બનાવે છે. આ સબસ્ટ્રેટ્સનો બીજો મુખ્ય ફાયદો થર્મલ શોક સામે તેમનો ઉચ્ચ પ્રતિકાર છે. આનો અર્થ એ છે કે તેમની પાસે તૂટ્યા કે ક્રેક થયા વિના ઝડપથી તાપમાન બદલવાની ક્ષમતા છે. આ ઉપકરણો બનાવતી વખતે સ્પષ્ટ ફાયદો બનાવે છે કારણ કે તે બીજી કઠિનતા લાક્ષણિકતા છે જે પરંપરાગત બલ્ક સિલિકોનની તુલનામાં સિલિકોન કાર્બાઇડના જીવનકાળ અને પ્રદર્શનમાં સુધારો કરે છે. તેની થર્મલ ક્ષમતાઓ ઉપરાંત, તે ખૂબ જ ટકાઉ સબસ્ટ્રેટ છે અને 800°C સુધીના તાપમાને એસિડ, આલ્કલી અથવા પીગળેલા ક્ષાર સાથે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી. આ આ સબસ્ટ્રેટને તેમના ઉપયોગમાં વૈવિધ્યતા આપે છે અને ઘણા કાર્યક્રમોમાં બલ્ક સિલિકોનનું પ્રદર્શન કરવાની તેમની ક્ષમતામાં વધુ મદદ કરે છે. ઊંચા તાપમાને તેની મજબૂતાઈ તેને 1600°C થી વધુ તાપમાને સુરક્ષિત રીતે કાર્ય કરવાની મંજૂરી આપે છે. આ તેને વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈપણ ઉચ્ચ તાપમાન એપ્લિકેશન માટે યોગ્ય સબસ્ટ્રેટ બનાવે છે.
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-૦૯-૨૦૧૯