SiC - ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ

ਸਿਲਿਕਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਦੀ ਖੋਜ 1893 ਵਿੱਚ ਪਹੀਏ ਅਤੇ ਆਟੋਮੋਟਿਵ ਬ੍ਰੇਕਾਂ ਲਈ ਇੱਕ ਉਦਯੋਗਿਕ ਘਬਰਾਹਟ ਵਜੋਂ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। 20ਵੀਂ ਸਦੀ ਦੇ ਅੱਧ ਤੱਕ, LED ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਕਰਨ ਲਈ SiC ਵੇਫਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਵਧੀ। ਉਦੋਂ ਤੋਂ, ਇਸਦੇ ਲਾਭਦਾਇਕ ਭੌਤਿਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੇ ਕਾਰਨ ਇਹ ਕਈ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਫੈਲ ਗਿਆ ਹੈ। ਇਹ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਉਦਯੋਗ ਦੇ ਅੰਦਰ ਅਤੇ ਬਾਹਰ ਵਰਤੋਂ ਦੀ ਵਿਸ਼ਾਲ ਸ਼੍ਰੇਣੀ ਵਿੱਚ ਸਪੱਸ਼ਟ ਹਨ। ਮੂਰ ਦੇ ਕਾਨੂੰਨ ਦੀ ਆਪਣੀ ਸੀਮਾ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਣ ਦੇ ਨਾਲ, ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਉਦਯੋਗ ਦੇ ਅੰਦਰ ਬਹੁਤ ਸਾਰੀਆਂ ਕੰਪਨੀਆਂ ਭਵਿੱਖ ਦੀ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਮੱਗਰੀ ਵਜੋਂ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਵੱਲ ਦੇਖ ਰਹੀਆਂ ਹਨ। SiC ਨੂੰ SiC ਦੇ ਕਈ ਪੌਲੀਟਾਈਪਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਹਾਲਾਂਕਿ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਉਦਯੋਗ ਦੇ ਅੰਦਰ, ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਸਬਸਟਰੇਟ ਜਾਂ ਤਾਂ 4H-SiC ਹੁੰਦੇ ਹਨ, 6H- ਦੇ ਨਾਲ ਘੱਟ ਆਮ ਹੁੰਦੇ ਜਾ ਰਹੇ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ SiC ਮਾਰਕੀਟ ਵਧੀ ਹੈ। 4H- ਅਤੇ 6H- ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਦਾ ਹਵਾਲਾ ਦਿੰਦੇ ਸਮੇਂ, H ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਜਾਲੀ ਦੀ ਬਣਤਰ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਸੰਖਿਆ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਢਾਂਚੇ ਦੇ ਅੰਦਰ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦੇ ਸਟੈਕਿੰਗ ਕ੍ਰਮ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਇਸ ਦਾ ਵਰਣਨ ਹੇਠਾਂ SVM ਸਮਰੱਥਾ ਚਾਰਟ ਵਿੱਚ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਦੀ ਕਠੋਰਤਾ ਦੇ ਫਾਇਦੇ ਵਧੇਰੇ ਪਰੰਪਰਾਗਤ ਸਿਲੀਕਾਨ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਨਾਲੋਂ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਨ ਦੇ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਫਾਇਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਸਮੱਗਰੀ ਦਾ ਇੱਕ ਵੱਡਾ ਫਾਇਦਾ ਇਸਦੀ ਕਠੋਰਤਾ ਹੈ. ਇਹ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਉੱਚ ਗਤੀ, ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ/ਜਾਂ ਉੱਚ ਵੋਲਟੇਜ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਫਾਇਦੇ ਦਿੰਦਾ ਹੈ। ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਵੇਫਰਾਂ ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਥਰਮਲ ਚਾਲਕਤਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਸਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਉਹ ਇੱਕ ਬਿੰਦੂ ਤੋਂ ਦੂਜੇ ਖੂਹ ਵਿੱਚ ਗਰਮੀ ਦਾ ਸੰਚਾਰ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਇਸਦੀ ਬਿਜਲਈ ਸੰਚਾਲਕਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਮਾਈਨਿਏਚੁਰਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ, SiC ਵੇਫਰਾਂ ਨੂੰ ਬਦਲਣ ਦੇ ਆਮ ਟੀਚਿਆਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਹੈ। ਥਰਮਲ ਸਮਰੱਥਾਵਾਂ SiC ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਵਿੱਚ ਥਰਮਲ ਵਿਸਤਾਰ ਲਈ ਘੱਟ ਗੁਣਾਂਕ ਵੀ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਥਰਮਲ ਵਿਸਤਾਰ ਉਹ ਮਾਤਰਾ ਅਤੇ ਦਿਸ਼ਾ ਹੈ ਜੋ ਸਮੱਗਰੀ ਫੈਲਦੀ ਹੈ ਜਾਂ ਸੁੰਗੜਦੀ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਇਹ ਗਰਮ ਜਾਂ ਠੰਢਾ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਸਭ ਤੋਂ ਆਮ ਵਿਆਖਿਆ ਬਰਫ਼ ਹੈ, ਹਾਲਾਂਕਿ ਇਹ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਧਾਤਾਂ ਦੇ ਉਲਟ ਵਿਵਹਾਰ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਜਿਵੇਂ ਇਹ ਠੰਡਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਫੈਲਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਜਦੋਂ ਇਹ ਗਰਮ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਤਾਂ ਸੁੰਗੜ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਥਰਮਲ ਵਿਸਤਾਰ ਲਈ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਦੇ ਘੱਟ ਗੁਣਾਂਕ ਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਆਕਾਰ ਜਾਂ ਆਕਾਰ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਣ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਨਹੀਂ ਬਦਲਦਾ ਕਿਉਂਕਿ ਇਸਨੂੰ ਗਰਮ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜਾਂ ਠੰਢਾ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਇਸਨੂੰ ਛੋਟੇ ਉਪਕਰਣਾਂ ਵਿੱਚ ਫਿਟ ਕਰਨ ਅਤੇ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਚਿੱਪ ਉੱਤੇ ਹੋਰ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਨੂੰ ਪੈਕ ਕਰਨ ਲਈ ਸੰਪੂਰਨ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਦਾ ਇੱਕ ਹੋਰ ਵੱਡਾ ਫਾਇਦਾ ਥਰਮਲ ਸਦਮੇ ਪ੍ਰਤੀ ਉਹਨਾਂ ਦਾ ਉੱਚ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਹੈ। ਇਸਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਉਹਨਾਂ ਕੋਲ ਟੁੱਟਣ ਜਾਂ ਕ੍ਰੈਕਿੰਗ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਬਦਲਣ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਹੈ। ਇਹ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਵੇਲੇ ਇੱਕ ਸਪੱਸ਼ਟ ਫਾਇਦਾ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਇਹ ਇੱਕ ਹੋਰ ਕਠੋਰਤਾ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਹਨ ਜੋ ਰਵਾਇਤੀ ਬਲਕ ਸਿਲੀਕਾਨ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਦੇ ਜੀਵਨ ਕਾਲ ਅਤੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਸ ਦੀਆਂ ਥਰਮਲ ਸਮਰੱਥਾਵਾਂ ਦੇ ਸਿਖਰ 'ਤੇ, ਇਹ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਹੀ ਟਿਕਾਊ ਸਬਸਟਰੇਟ ਹੈ ਅਤੇ 800 ਡਿਗਰੀ ਸੈਲਸੀਅਸ ਤੱਕ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਐਸਿਡ, ਖਾਰੀ ਜਾਂ ਪਿਘਲੇ ਹੋਏ ਲੂਣ ਨਾਲ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਨਹੀਂ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਇਹਨਾਂ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਨੂੰ ਉਹਨਾਂ ਦੀਆਂ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਬਹੁਪੱਖੀਤਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਕਈ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਬਲਕ ਸਿਲੀਕੋਨ ਨੂੰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਰਨ ਦੀ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਯੋਗਤਾ ਨੂੰ ਅੱਗੇ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨਾਂ 'ਤੇ ਇਸਦੀ ਤਾਕਤ ਇਸ ਨੂੰ 1600 ਡਿਗਰੀ ਸੈਲਸੀਅਸ ਤੋਂ ਵੱਧ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਢੰਗ ਨਾਲ ਕੰਮ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਇਸ ਨੂੰ ਲੱਗਭਗ ਕਿਸੇ ਵੀ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਲਈ ਇੱਕ ਢੁਕਵਾਂ ਸਬਸਟਰੇਟ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ।