SiC - सिलिकॉन कार्बाइड

सिलिकॉन कार्बाइड की खोज 1893 में पहियों और ऑटोमोटिव ब्रेक को पीसने के लिए एक औद्योगिक अपघर्षक के रूप में की गई थी। लगभग 20वीं सदी के मध्य में, एलईडी प्रौद्योगिकी में शामिल होने के लिए SiC वेफर का उपयोग बढ़ा। तब से, यह अपने लाभकारी भौतिक गुणों के कारण कई अर्धचालक अनुप्रयोगों में विस्तारित हो गया है। ये गुण सेमीकंडक्टर उद्योग के अंदर और बाहर इसके व्यापक उपयोग में स्पष्ट हैं। मूर का कानून अपनी सीमा तक पहुंचता दिख रहा है, सेमीकंडक्टर उद्योग के भीतर कई कंपनियां भविष्य की सेमीकंडक्टर सामग्री के रूप में सिलिकॉन कार्बाइड की ओर देख रही हैं। SiC का उत्पादन SiC के कई पॉलीटाइप्स का उपयोग करके किया जा सकता है, हालांकि सेमीकंडक्टर उद्योग के भीतर, अधिकांश सब्सट्रेट या तो 4H-SiC हैं, 6H- कम आम हो गया है क्योंकि SiC बाजार बढ़ गया है। 4H- और 6H- सिलिकॉन कार्बाइड का जिक्र करते समय, H क्रिस्टल जाली की संरचना का प्रतिनिधित्व करता है। संख्या क्रिस्टल संरचना के भीतर परमाणुओं के स्टैकिंग अनुक्रम का प्रतिनिधित्व करती है, यह नीचे एसवीएम क्षमताओं चार्ट में वर्णित है। सिलिकॉन कार्बाइड कठोरता के लाभ अधिक पारंपरिक सिलिकॉन सब्सट्रेट्स पर सिलिकॉन कार्बाइड का उपयोग करने के कई फायदे हैं। इस सामग्री का एक प्रमुख लाभ इसकी कठोरता है। यह उच्च गति, उच्च तापमान और/या उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों में सामग्री को कई फायदे देता है। सिलिकॉन कार्बाइड वेफर्स में उच्च तापीय चालकता होती है, जिसका अर्थ है कि वे गर्मी को एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक स्थानांतरित कर सकते हैं। इससे इसकी विद्युत चालकता और अंततः लघुकरण में सुधार होता है, जो SiC वेफर्स पर स्विच करने के सामान्य लक्ष्यों में से एक है। थर्मल क्षमताएं SiC सबस्ट्रेट्स में थर्मल विस्तार के लिए गुणांक भी कम होता है। थर्मल विस्तार वह मात्रा और दिशा है जब कोई सामग्री गर्म या ठंडी होने पर फैलती या सिकुड़ती है। सबसे आम व्याख्या बर्फ है, हालांकि यह अधिकांश धातुओं के विपरीत व्यवहार करती है, ठंडा होने पर फैलती है और गर्म होने पर सिकुड़ जाती है। थर्मल विस्तार के लिए सिलिकॉन कार्बाइड के कम गुणांक का मतलब है कि गर्म होने या ठंडा होने पर इसके आकार या आकार में महत्वपूर्ण बदलाव नहीं होता है, जो इसे छोटे उपकरणों में फिट करने और एक चिप पर अधिक ट्रांजिस्टर पैक करने के लिए एकदम सही बनाता है। इन सबस्ट्रेट्स का एक अन्य प्रमुख लाभ थर्मल शॉक के प्रति उनका उच्च प्रतिरोध है। इसका मतलब है कि उनमें बिना टूटे या टूटे तापमान को तेजी से बदलने की क्षमता है। उपकरणों का निर्माण करते समय यह एक स्पष्ट लाभ पैदा करता है क्योंकि यह एक और कठोरता विशेषता है जो पारंपरिक थोक सिलिकॉन की तुलना में सिलिकॉन कार्बाइड के जीवनकाल और प्रदर्शन में सुधार करती है। अपनी थर्मल क्षमताओं के शीर्ष पर, यह एक बहुत ही टिकाऊ सब्सट्रेट है और 800 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर एसिड, क्षार या पिघले हुए नमक के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। यह इन सबस्ट्रेट्स को उनके अनुप्रयोगों में बहुमुखी प्रतिभा प्रदान करता 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°C से अधिक तापमान पर भी सुरक्षित रूप से संचालित करने की अनुमति देती है। यह इसे वस्तुतः किसी भी उच्च तापमान अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त सब्सट्रेट बनाता है।