SiC - सिलिकॉन कार्बाइड

सिलिकॉन कार्बाइड की खोज 1893 में पीसने वाले पहियों और ऑटोमोटिव ब्रेक के लिए एक औद्योगिक अपघर्षक के रूप में की गई थी। 20वीं सदी के मध्य में, SiC वेफर का उपयोग LED तकनीक में शामिल होने के लिए बढ़ा। तब से, यह अपने लाभकारी भौतिक गुणों के कारण कई अर्धचालक अनुप्रयोगों में विस्तारित हुआ है। ये गुण अर्धचालक उद्योग के अंदर और बाहर इसके उपयोगों की विस्तृत श्रृंखला में स्पष्ट हैं। मूर के नियम के अपनी सीमा तक पहुँचने के साथ, अर्धचालक उद्योग के भीतर कई कंपनियाँ भविष्य की अर्धचालक सामग्री के रूप में सिलिकॉन कार्बाइड की ओर देख रही हैं। SiC का उत्पादन SiC के कई पॉलीटाइप का उपयोग करके किया जा सकता है, हालाँकि अर्धचालक उद्योग के भीतर, अधिकांश सब्सट्रेट या तो 4H-SiC हैं, 6H- कम आम होते जा रहे हैं क्योंकि SiC बाजार बढ़ गया है। 4H- और 6H- सिलिकॉन कार्बाइड का उल्लेख करते समय, H क्रिस्टल जाली की संरचना का प्रतिनिधित्व करता है। संख्या क्रिस्टल संरचना के भीतर परमाणुओं के स्टैकिंग अनुक्रम का प्रतिनिधित्व करती है, इसका वर्णन नीचे SVM ​​क्षमताओं के चार्ट में किया गया है। सिलिकॉन कार्बाइड कठोरता के लाभ पारंपरिक सिलिकॉन सब्सट्रेट की तुलना में सिलिकॉन कार्बाइड का उपयोग करने के कई लाभ हैं। इस सामग्री का एक प्रमुख लाभ इसकी कठोरता है। यह उच्च गति, उच्च तापमान और/या उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों में सामग्री को कई लाभ देता है। सिलिकॉन कार्बाइड वेफ़र्स में उच्च तापीय चालकता होती है, जिसका अर्थ है कि वे गर्मी को एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर अच्छी तरह से स्थानांतरित कर सकते हैं। यह इसकी विद्युत चालकता और अंततः लघुकरण में सुधार करता है, जो SiC वेफ़र्स पर स्विच करने के सामान्य लक्ष्यों में से एक है। तापीय क्षमताएँ SiC सब्सट्रेट्स में तापीय विस्तार के लिए कम गुणांक भी होता है। तापीय विस्तार वह मात्रा और दिशा है जिसमें कोई सामग्री गर्म होने या ठंडा होने पर फैलती या सिकुड़ती है। सबसे आम व्याख्या बर्फ है, हालाँकि यह अधिकांश धातुओं के विपरीत व्यवहार करती है, ठंडा होने पर फैलती है और गर्म होने पर सिकुड़ती है। सिलिकॉन कार्बाइड के तापीय विस्तार के लिए कम गुणांक का मतलब है कि गर्म होने या ठंडा होने पर इसका आकार या आकार में कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं होता है, जो इसे छोटे उपकरणों में फ़िट करने और एक चिप पर अधिक ट्रांजिस्टर पैक करने के लिए एकदम सही बनाता है। इन सब्सट्रेट्स का एक और बड़ा लाभ थर्मल शॉक के लिए उनका उच्च प्रतिरोध है। इसका मतलब है कि वे बिना टूटे या दरार के तापमान को तेज़ी से बदलने की क्षमता रखते हैं। यह डिवाइस बनाते समय एक स्पष्ट लाभ पैदा करता है क्योंकि यह एक और कठोरता विशेषता है जो पारंपरिक बल्क सिलिकॉन की तुलना में सिलिकॉन कार्बाइड के जीवनकाल और प्रदर्शन को बेहतर बनाती है। अपनी थर्मल क्षमताओं के अलावा, यह एक बहुत ही टिकाऊ सब्सट्रेट है और 800 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर एसिड, क्षार या पिघले हुए लवणों के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। यह इन सब्सट्रेट को उनके अनुप्रयोगों में बहुमुखी प्रतिभा देता है और कई अनुप्रयोगों में बल्क सिलिकॉन से बेहतर प्रदर्शन करने की उनकी क्षमता में सहायता करता है। उच्च तापमान पर इसकी ताकत इसे 1600 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान पर सुरक्षित रूप से संचालित करने की अनुमति देती है। यह इसे लगभग किसी भी उच्च तापमान अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त सब्सट्रेट बनाता है।