SiC - सिलिकन कार्बाइड

सिलिकन कार्बाइड 1893 मा पाङ्ग्रा र मोटर वाहन ब्रेक को लागी एक औद्योगिक घर्षण को रूप मा पत्ता लगाइएको थियो। 20 औं शताब्दीको बीचमा लगभग, SiC वेफरले एलईडी टेक्नोलोजीमा समावेश गर्न प्रयोग गर्यो। त्यसबेलादेखि, यो यसको लाभदायक भौतिक गुणहरूको कारण धेरै सेमीकन्डक्टर अनुप्रयोगहरूमा विस्तार भएको छ। यी गुणहरू अर्धचालक उद्योग भित्र र बाहिर प्रयोगको विस्तृत दायरामा स्पष्ट छन्। मूरको कानूनले यसको सीमामा पुग्ने देखिन्छ, सेमीकन्डक्टर उद्योग भित्रका धेरै कम्पनीहरूले भविष्यको अर्धचालक सामग्रीको रूपमा सिलिकन कार्बाइडलाई हेरिरहेका छन्। SiC को धेरै पोलिटाइपहरू प्रयोग गरेर SiC उत्पादन गर्न सकिन्छ, यद्यपि सेमीकन्डक्टर उद्योग भित्र, अधिकांश सब्सट्रेटहरू या त 4H-SiC छन्, 6H- कम सामान्य हुँदै गएको रूपमा SiC बजार बढेको छ। 4H- र 6H- सिलिकन कार्बाइडलाई सन्दर्भ गर्दा, H ले क्रिस्टल जालीको संरचनालाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। संख्याले क्रिस्टल संरचना भित्र परमाणुहरूको स्ट्याकिङ अनुक्रम प्रतिनिधित्व गर्दछ, यो तल SVM क्षमताहरू चार्टमा वर्णन गरिएको छ। सिलिकन कार्बाइड कठोरताका फाइदाहरू अधिक परम्परागत सिलिकन सब्सट्रेटहरूमा सिलिकन कार्बाइड प्रयोग गर्नका लागि धेरै फाइदाहरू छन्। यस सामाग्री को एक प्रमुख लाभ यसको कठोरता छ। यसले सामग्रीलाई उच्च गति, उच्च तापक्रम र/वा उच्च भोल्टेज अनुप्रयोगहरूमा धेरै फाइदाहरू दिन्छ। सिलिकन कार्बाइड वेफर्समा उच्च थर्मल चालकता हुन्छ, जसको मतलब तिनीहरूले एक बिन्दुबाट अर्को इनारमा ताप हस्तान्तरण गर्न सक्छन्। यसले यसको विद्युतीय चालकता सुधार गर्दछ र अन्ततः लघुकरण, SiC वेफर्समा स्विच गर्ने साझा लक्ष्यहरू मध्ये एक हो। थर्मल क्षमताहरू SiC सब्सट्रेटहरूमा थर्मल विस्तारको लागि कम गुणांक पनि छ। थर्मल विस्तार भनेको सामग्रीको विस्तार वा संकुचनको मात्रा र दिशा हो जब यो तातो वा चिसो हुन्छ। सबैभन्दा सामान्य व्याख्या बरफ हो, यद्यपि यसले धेरै धातुहरूको विपरीत व्यवहार गर्दछ, यो चिसो हुने बित्तिकै विस्तार हुन्छ र यो तातो हुँदा संकुचित हुन्छ। थर्मल विस्तारको लागि सिलिकन कार्बाइडको कम गुणांकको अर्थ यो हो कि यसलाई तातो वा चिसो पार्दा यो आकार वा आकारमा उल्लेखनीय रूपमा परिवर्तन हुँदैन, जसले यसलाई साना यन्त्रहरूमा फिट गर्न र एकल चिपमा थप ट्रान्जिस्टरहरू प्याक गर्नको लागि उपयुक्त बनाउँछ। यी सब्सट्रेटहरूको अर्को प्रमुख फाइदा थर्मल झटकाको उच्च प्रतिरोध हो। यसको मतलब तिनीहरूसँग भाँच्न वा क्र्याक नगरी छिटो तापक्रम परिवर्तन गर्ने क्षमता छ। यसले पारम्परिक बल्क सिलिकनको तुलनामा सिलिकन कार्बाइडको जीवनकाल र कार्यसम्पादनलाई सुधार गर्ने अर्को कठोरता विशेषताहरू भएकाले यन्त्रहरू निर्माण गर्दा यसले स्पष्ट फाइदा सिर्जना गर्छ। यसको थर्मल क्षमताहरूको शीर्षमा, यो एक धेरै टिकाऊ सब्सट्रेट हो र 800 डिग्री सेल्सियस सम्मको तापक्रममा एसिड, क्षार वा पग्लिएको लवणसँग प्रतिक्रिया गर्दैन। यसले यी सब्सट्रेटहरूलाई तिनीहरूको अनुप्रयोगहरूमा बहुमुखी प्रतिभा दिन्छ र धेरै अनुप्रयोगहरूमा बल्क सिलिकन प्रदर्शन गर्ने तिनीहरूको क्षमतालाई थप मद्दत गर्दछ। उच्च तापमानमा यसको बलले यसलाई 1600 डिग्री सेल्सियस भन्दा बढी तापक्रममा सुरक्षित रूपमा सञ्चालन गर्न अनुमति दिन्छ। यसले यसलाई लगभग कुनै पनि उच्च तापमान अनुप्रयोगको लागि उपयुक्त सब्सट्रेट बनाउँछ।