SiC – ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್

ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅನ್ನು 1893 ರಲ್ಲಿ ಗ್ರೈಂಡಿಂಗ್ ಚಕ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಆಟೋಮೋಟಿವ್ ಬ್ರೇಕ್‌ಗಳಿಗೆ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅಪಘರ್ಷಕವಾಗಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು. 20 ನೇ ಶತಮಾನದ ಮಧ್ಯಭಾಗದಲ್ಲಿ, SiC ವೇಫರ್ ಬಳಕೆಯು LED ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಸೇರ್ಪಡೆಗೊಳ್ಳಲು ಬೆಳೆಯಿತು. ಅಂದಿನಿಂದ, ಅದರ ಅನುಕೂಲಕರ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಇದು ಹಲವಾರು ಅರೆವಾಹಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಾಗಿ ವಿಸ್ತರಿಸಿದೆ. ಅರೆವಾಹಕ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಹೊರಗೆ ಅದರ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಬಳಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ. ಮೂರ್‌ನ ನಿಯಮವು ಅದರ ಮಿತಿಯನ್ನು ತಲುಪುತ್ತಿರುವಂತೆ ಕಂಡುಬರುತ್ತಿರುವುದರಿಂದ, ಅರೆವಾಹಕ ಉದ್ಯಮದೊಳಗಿನ ಅನೇಕ ಕಂಪನಿಗಳು ಭವಿಷ್ಯದ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅನ್ನು ನೋಡುತ್ತಿವೆ. SiC ಅನ್ನು SiC ಯ ಬಹು ಪಾಲಿಟೈಪ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು, ಆದಾಗ್ಯೂ ಅರೆವಾಹಕ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಲಾಧಾರಗಳು 4H-SiC ಆಗಿರುತ್ತವೆ, SiC ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಬೆಳೆದಂತೆ 6H- ಕಡಿಮೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗುತ್ತಿದೆ. 4H- ಮತ್ತು 6H- ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅನ್ನು ಉಲ್ಲೇಖಿಸುವಾಗ, H ಸ್ಫಟಿಕ ಜಾಲರಿಯ ರಚನೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಖ್ಯೆಯು ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯೊಳಗಿನ ಪರಮಾಣುಗಳ ಪೇರಿಸುವ ಅನುಕ್ರಮವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಕೆಳಗಿನ SVM ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳ ಪಟ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಗಡಸುತನದ ಅನುಕೂಲಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಿಲಿಕಾನ್ ತಲಾಧಾರಗಳಿಗಿಂತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ ಹಲವಾರು ಅನುಕೂಲಗಳಿವೆ. ಈ ವಸ್ತುವಿನ ಪ್ರಮುಖ ಅನುಕೂಲವೆಂದರೆ ಅದರ ಗಡಸುತನ. ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗ, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು/ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಹಲವಾರು ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್ ವೇಫರ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಅಂದರೆ ಅವು ಒಂದು ಹಂತದಿಂದ ಮತ್ತೊಂದು ಬಾವಿಗೆ ಶಾಖವನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸಬಹುದು. ಇದು ಅದರ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಚಿಕಣಿಗೊಳಿಸುವಿಕೆ, ಇದು SiC ವೇಫರ್‌ಗಳಿಗೆ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಸಾಮಾನ್ಯ ಗುರಿಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಉಷ್ಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು SiC ತಲಾಧಾರಗಳು ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆಗೆ ಕಡಿಮೆ ಗುಣಾಂಕವನ್ನು ಸಹ ಹೊಂದಿವೆ. ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆಯು ವಸ್ತುವು ಬಿಸಿಯಾದಾಗ ಅಥವಾ ತಣ್ಣಗಾಗುವಾಗ ವಿಸ್ತರಿಸುವ ಅಥವಾ ಸಂಕುಚಿತಗೊಳ್ಳುವ ಪ್ರಮಾಣ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಕನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿವರಣೆಯೆಂದರೆ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆ, ಆದರೂ ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಲೋಹಗಳಿಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ ವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ, ಅದು ತಣ್ಣಗಾಗುತ್ತಿದ್ದಂತೆ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದು ಬಿಸಿಯಾದಾಗ ಕುಗ್ಗುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣ ವಿಸ್ತರಣೆಗೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್‌ನ ಕಡಿಮೆ ಗುಣಾಂಕ ಎಂದರೆ ಅದು ಬಿಸಿಯಾದಾಗ ಅಥವಾ ತಂಪಾಗಿಸಿದಾಗ ಗಾತ್ರ ಅಥವಾ ಆಕಾರದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಇದು ಸಣ್ಣ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಲು ಮತ್ತು ಒಂದೇ ಚಿಪ್‌ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಲು ಪರಿಪೂರ್ಣವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ತಲಾಧಾರಗಳ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ ಉಷ್ಣ ಆಘಾತಕ್ಕೆ ಅವುಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರತಿರೋಧ. ಇದರರ್ಥ ಅವು ಒಡೆಯುವಿಕೆ ಅಥವಾ ಬಿರುಕು ಬಿಡದೆ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ವೇಗವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಬೃಹತ್ ಸಿಲಿಕಾನ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್‌ನ ಜೀವಿತಾವಧಿ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವ ಮತ್ತೊಂದು ಗಡಸುತನದ ಗುಣಲಕ್ಷಣವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಇದು ಸಾಧನಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸುವಾಗ ಸ್ಪಷ್ಟ ಪ್ರಯೋಜನವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಉಷ್ಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ಇದು ಬಹಳ ಬಾಳಿಕೆ ಬರುವ ತಲಾಧಾರವಾಗಿದ್ದು 800°C ವರೆಗಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಗಳು, ಕ್ಷಾರಗಳು ಅಥವಾ ಕರಗಿದ ಲವಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಇದು ಈ ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ ಅವುಗಳ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಹುಮುಖತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅನೇಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಬೃಹತ್ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಇದರ ಬಲವು 1600°C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಇದು ವಾಸ್ತವಿಕವಾಗಿ ಯಾವುದೇ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಅನ್ವಯಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ತಲಾಧಾರವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ.